Couplage de méthodes numériques en simulation directe d'écoulements incompressibles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Coupling of numerical methods for direct numerical simulation of incompressible flow

Couplage de méthodes numériques en simulation directe d'écoulements incompressibles

Résumé

This work is devoted to the developement of methods based on lagrangian numerical schemes as alternative or complement to the classical Eulerian methods in the context of direct numerical simulation of incompressible viscous flows around obstacls. We are interested in hybrid techniques blending finite-differences and vortex methods. When the domain is decomposed in distinct subdomains ,which are traited either by Eulerian or Lagrangian Methods, high order interpolation formulas allow to realise the consistent interface conditions between the subdomains. We are able to design domain decomposition techniques of Euler/Lagrange or Lagrange/Lagrange type which combine (velocity-pressure) and (velocity-vorticity) formulation. The different methods are validated on a number of fluid flows (driven cavity, rebound of vortex dipole, backward-facing step, flow past a cylinder) and are compared with high order finite-difference methods.
Ce travail est consacré au développement des méthodes lagrangiennes comme alternatives ou compléments aux méthodes euleriennes conventionnelles pour la simulation d'écoulements incompressibles en présence d'obstacles. On s'intéresse en particulier à des techniques ou des solveurs eulériens et lagrangiens cohabitent dans le même domaine de calcul mais traitent différents termes des équations de Navier-Stokes, ainsi qu'à des techniques de décomposition de domaines ou différents solveurs sont utilisés dans chaques sous-domaines. Lorsque les méthodes euleriennes et lagrangiennes cohabitent dans le même domaine de calcul (méthode V.I.C.), les formules de passage particules-grilles permettent de représenter la vorticité avec la même précision sur une grille fixe et sur la grille lagrangienne. Les méthodes V.I.C. ainsi obtenues combinent stabilité et précision et fournissent une alternative avantageuse aux méthodes différences-finies pour des écoulements confinés. Lorsque le domaine de calcul est décomposé en sous-domaines distincts traités par méthodes lagrangiennes et par méthodes euleriennes, l'interpolation d'ordre élevé permet de réaliser des conditions d'interface consistantes entre les différents sous-domaines. On dispose alors de méthodes de calcul avec décomposition en sous-domaines, de type Euler/Lagrange ou Lagrange/Lagrange, et résolution en formulation (vitesse-tourbillon)/(vitesse-tourbillon) ou (vitesse-pression)/(vitesse-tourbillon). Les différentes méthodes développées ici sont testées sur plusieurs types d'écoulements (cavité entrainée, rebond de dipôles de vorticité, écoulements dans une conduite et sur une marche, écoulements autour d'obstacles) et comparées à des méthodes de différences-finies d'ordre élevé.
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Dates et versions

tel-00004901 , version 1 (19-02-2004)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00004901 , version 1

Citer

Mohamed Lemine Ould Salihi. Couplage de méthodes numériques en simulation directe d'écoulements incompressibles. Modélisation et simulation. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004901⟩
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