Etude du couplage instationnaire calculs-expériences en écoulements turbulents - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Study of the unsteady coupling between computations and experiments in turbulent flows

Etude du couplage instationnaire calculs-expériences en écoulements turbulents

Laurent Perret

Résumé

This work comes within the framework of the generation of realistic unsteady inlet conditions for Large Eddy Simulations (LES) of turbulent flows. The strategy developed consists in generating from under resolved in time experimental data and a low dimensional modelling approach, some inflow conditions representative of the large scale structures of the flow in the inlet section of the computational domain. This approach involves three steps : acquisition of an experimental database by dual time stereoscopic particle image velocimetry (DT-SPIV), development of a low order dynamical system (LODS) from the database, adaptation of the experimental data to the grid of the inlet section of the simulation. The proposed method is tested on two turbulent mixing layer flows developing downstream of a splitter plate that can be either bevelled or blunt. The investigation of these two flows is made through two-point hot wire measurements, allowing the proper orthogonal decomposition (POD) to be used. In the two configurations, a database is acquired by DT-SPIV and a LODS, reproducing the temporal dynamics of the coherent structures of the flow, is derived by a novel method of polynomial model identification. Finally, the data obtained are used as inflow conditions of a LES of a turbulent plane mixing layer.
Le but de cette étude est la génération de conditions d'entrée réalistes pour des simulations numériques instationnaires d'écoulements turbulents. La stratégie retenue consiste à générer, à partir de données expérimentales sous-résolues temporellement et d'une approche de type système dynamique d'ordre bas, des conditions d'entrée représentatives de la dynamique des structures à grande échelle de l'écoulement dans la section de mesure. Trois phases sont nécessaires à la réalisation d'un tel couplage : constitution d'une base de données expérimentale par mesures par Vélocimétrie par Imagerie de Particules Stéréoscopique deux plans décalés en temps (DT-SPIV), construction d'un modèle d'ordre bas (LODS) à partir de la base de données, adaptation du maillage expérimental au maillage de la face d'entrée de la simulation. La méthode de couplage proposée est testée dans deux configurations d'écoulement de couche de mélange plane turbulente se développant en aval d'une plaque au bord de fuite de type biseauté ou de type culot. La qualification de ces deux écoulements est réalisée à l'aide de mesures en deux points par anémométrie à fils chauds, permettant, entre autres, une analyse par décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD). Pour chaque écoulement, une base de données est constituée par DT-SPIV afin de pouvoir construire, par une méthode originale d'identification polynomiale de système dynamique, un modèle reproduisant la dynamique temporelle des structures cohérentes de l'écoulement. Finalement, les données instationnaires obtenues sont utilisées comme conditions d'entrée d'une simulation de type simulation aux grandes échelles d'une couche de mélange turbulente.
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Dates et versions

tel-00011370 , version 1 (12-01-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011370 , version 1

Citer

Laurent Perret. Etude du couplage instationnaire calculs-expériences en écoulements turbulents. Dynamique des Fluides [physics.flu-dyn]. Université de Poitiers, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011370⟩
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