Abstract : 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.
Résumé : 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.
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Contributor : Nicolas Lardjane <>
Submitted on : Sunday, July 18, 2004 - 3:26:27 PM Last modification on : Thursday, March 5, 2020 - 6:49:19 PM Long-term archiving on: : Wednesday, September 12, 2012 - 4:45:17 PM
Nicolas Lardjane. Étude théorique et numérique des écoulements cisaillés libres à masse volumique fortement variable. Modélisation et simulation. Université d'Orléans, 2002. Français. ⟨tel-00006483⟩