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Fiche détaillée Thèses
Université d'Orléans (31/05/2002), Gökalp Iskender (Dir.)
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Étude théorique et numérique des écoulements cisaillés libres à masse volumique fortement variable
Nicolas Lardjane1

L'objet de ce travail concerne l'application de la méthode de simulation des grandes échelles au mélange de deux fluides à propriétés thermodynamiques différentes.
L'origine des erreurs numériques liées à la discrétisation des équations de Navier-Stokes ainsi que leur interaction avec un modèle sous-maille sont étudiées pour une turbulence homogène et isotrope en auto-amortissement. Un code de calcul à haut pouvoir de solution est alors développé pour la simulation de couches de mélange bi-espèces. La réduction de l'amplitude des ondes acoustiques initiales est assurée par l'utilisation d'un champ en similitude temporelle.
L'importance relative des termes sous-maille issus des équations filtrées est mesurée à partir du filtrage explicite des champs de simulations numériques directes des couches de mélange temporelles $N_2/O_2$ et $H_2/O_2$.
L'utilisation d'une fermeture implicite autour d'un schéma numérique dissipatif est ensuite évoquée.
1 :  LCSR (CNRS) : Laboratoire de Combustion et Systèmes Réactifs
LES – DNS – numérique – Navier-Stokes – simulation des grandes échelles – simulation numérique – couche de mélange – stabilité linéaire – différences finies – WENO – écoulement compressible

Theoretical and numerical study of free shear layers with high density ratio
The subject of this work concerns the application of large-eddy simulation to the mixing of two fluids with different thermodynamical properties.
Numerical errors in the discretisation of Navier-Stokes equations and their interaction with subgrid models are investigated on a self decaying isotropic homogeneous turbulence. A high resolution numerical code is then developed for the simulation of binary mixing layers. Reduction of early acoustic waves' amplitude is achieved by use of a temporal self-similar initial condition.
The relative magnitude of subgrid terms arising from filtered equations is investigated on explicit filtering of direct numerical simulation results of temporal $N_2/O_2$ and $H_2/O_2$ mixing layers.
Implicit closure (MILES) is then evocated on the basis of WENO schemes.
LES – DNS – large eddy simulation – numerical simulation – mixing layer – linear stability – finite differences – WENO – compressible flow