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Theses

Développement d’une méthode des frontières immergées pour l’analyse et le contrôle des écoulements compressibles

Résumé : Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la simulation numérique et l'analyse des écoulements compressibles, notamment en géométrie complexe ou mobile. Dans ces situations, la mise en place d'un maillage représentant correctement lesolide sans perte de précision des méthodes de discrétisation s'avère difficile. Une alternative est de travailler en maillage cartésien quelque que soit la géométrie du domaine d'écoulement en introduisant une approche aux frontières immergées.Dans ce contexte, on propose une amélioration et extension d'une méthode formulée pour la simulation des écoulements incompressibles. Les deux principales caractéristiques du modèle proposé sont d'une part l'intégration d'un nouveau terme de forçage des vitesses qui prend en compte les effets de pression et d'autre part l'intégration d'un nouveau terme de correction de température dans le traitement de l'équation de l'énergie.Cette méthode a été intégrée dans deux solveurs compressibles du code OpenFOAM : SonicFOAM et RhoCentralFOAM. La validation a été effectuée en considérant différents cas de complexité croissante sur des corps 2Dfixes et mobiles, pour lesquels on a fait varier les nombres de Mach et de Reynolds. De plus, des cas mettant en jeu des transferts de chaleur pariétaux ont été étudiés. Les résultats ont été comparés à un grand nombre de données numériques et expérimentales issues de la littérature.Enfin, des études sur des configurations plus complexes tridimensionnelles ont été mises en place. Les bifurcations de régime d'écoulement de la sphère ont été investiguées quand le nombre de Mach augmente. Une sphère avec des parois non-adiabatiques a été également analysée. Une géométrie réaliste de drone a été simulée en régime compressible.Ces analyses mettent en évidence de nombreuses caractéristiques favorables de la méthode des frontières immergées en termes de précision, de flexibilité et de coût de calcul.
Mots-clés : Code OpenFOAM
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02010802
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, February 7, 2019 - 2:35:37 PM
Last modification on : Tuesday, June 4, 2019 - 6:21:22 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, May 8, 2019 - 3:13:23 PM

File

2018ESMA0015_riahi.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02010802, version 1

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Citation

Hamza Riahi. Développement d’une méthode des frontières immergées pour l’analyse et le contrôle des écoulements compressibles. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2018. Français. ⟨NNT : 2018ESMA0015⟩. ⟨tel-02010802⟩

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