Simulation des Grandes Échelles d'écoulements turbulents compressibles dans des conduits courbes : étude des transferts thermiques (original) (raw)
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Simulation des Grandes Echelles d'écoulements turbulents compressibles dans des conduits
2007
Large Eddy Simulations of three-dimensional turbulent compressible flows in curved duct of rectangular cross-section are presented. Strong secondary flows and turbulent structures are the typical features of this type of flow: these are responsible for most of the heat and mass transfer within the duct. Our goal is here to investigate the influence of the duct aspect ratio on the flow development. The results show that this parameter modifies the flow structures in terms of intensity and localisation. Thus it significantly influences the heat transfers when a higher temperature is imposed on the duct convex wall
2007
On étudie les écoulements non isothermes confinés entre un disque tournant (rotor) et un disque fixe (stator) par simulation numérique directe (DNS) dans le cas d’un écoulement de transition et par modélisation de la turbulence (Reynolds Stress Model noté RSM) pour des forts nombres de Reynolds. Sous l’approximation de Boussinesq, les résultats de la DNS montrent que les effets de variation de densité sont faibles. Les prévisions du modèle RSM sont ensuite comparées à des données disponibles dans la littérature et étendus pour une large gamme de nombre de Prandtl en conservant la densité constante.
Ecoulements turbulents de gaz réels à haute température
Nous proposons une nouvelle approche pour la prise en compte de la complexité des écoulements turbulents de gaz réels à haute température. Cette approche s'appuie sur une substitution des variations de pression et de masse volumique par les variations de température utilisant une nouvelle grandeur représentative des transformations thermodynamiques réelles. Pour cela nous proposons un modèle qui permet de retracer une transformation thermodynamique quelconque par une succession de transformations élémentaires du type polytropique, en introduisant une nouvelle variable représentative de ces transformations compte tenu d'une loi d'état de gaz réels (Van der Waals). L'avantage de cette substitution vient que les hypothèses émises sont peu restrictives. Les équations statistiques sont données dans le cadre du modèle et dans le but d'améliorer l'analyse expérimentale et la simulation numérique (k-ε). On observe qu'il n'y a pas de nouvelles corrélations inconnues, alors que la physique des couplages des champs thermiques et cinématiques est totalement prise en compte.
Ecoulement turbulent et transfert de chaleur par convection dans un canal à paroi ondulée
Dans cette étude on présente une modélisation du transfert de chaleur par convection forcée le long d’une paroi ondulée. Un modèle de viscosité turbulente à deux équations (modèle bicouche) est utilisé. Cette dernière consiste à combiner le modèle standard de turbulence k-ε pour l’écoulement du noyau externe et un modèle à une équation pour la résolution des équations dans la région au voisinage de la paroi. Les résultats obtenus montre que le nombre de Nusselt augmente jusqu’à atteindre une valeur critique, avec un accroissement de la chute de pression.
Simulation de l'écoulement dans un canal différentiellement chauffé
2011
Nous étudions numériquement l'écoulement de convection naturelle dans un canal vertical soumis à une stratification. Des conditions aux limites périodiques sont imposées dans la direction verticale. L'influence de la stratification et du nombre du Rayleigh est examinée. Un modèle peut être utilisé pour le régime faiblement nonlinéaire autour de la première bifurcation. Au-delà d'un nombre de Rayleigh plus élevé on observe l'apparition d'ondes solitaires.
Effet d'une formulation du nombre de Prandtl turbulent variable sur le transfert de chaleur en canal
Résumé -Le nombre de Prandtl turbulent est une grandeur physique qui joue un rôle important dans le calcul du transfert de chaleur turbulent. Par conséquent, son évaluation est assez importante. Il est souvent considéré comme constant dans de nombreuses études. On outre, plusieurs travaux ont montré que ce nombre varie de manière significative en couche limite turbulente. Nous évaluerons dans le cadre de ce travail l'effet d'un nombre de Prandtl turbulent dépendant de la distance à la paroi sur les résultats de simulations. Nous considérons comme cas test, l'écoulement dans un canal. Nous utilisons le modèle turbulent SST k-ω (Menter 1992). La validation est faite par des données de simulation numérique directe DNS pour des nombres de Reynolds de frottement variant de 150 à 1020. Les résultats montrent que la prise en compte du nombre de Prandtl turbulent dépendant de la distance à la paroi, améliore la prédiction du profil de température.
Simulation numérique d'un écoulement stratifié turbulent
VIIèmes Journées, Anglet, 2002
On présente dans cet article la modélisation numérique d'un écoulement turbulent dans un canal composé de deux couches ayant des vitesses et des températures différentes, définissant des cas de stratification stable ou instable. Cette étude a été réalisée expérimentalement par Viollet (1980). On se propose de vérifier et valider, par une approche systématique définie par Colleman et Stem (1997), le code de simulation TELEMAC 3D (Janin et al., 1992) grâce aux résultats de Viollet, et d'effectuer un analyse de l'influence de différents paramètres de calcul.