Analysis of high order schemes for compressible flows.<br />Application to the numerical simulation of a plasma torch. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Analysis of high order schemes for compressible flows.
Application to the numerical simulation of a plasma torch.

Analyse de schémas d'ordre élevé pour les écoulements compressibles.
Application à la simulation numérique d'une torche à plasma.

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Vivien Clauzon
  • Function : Author
  • PersonId : 846552

Abstract

The aim of this thesis is to develop numerical tools for the simulation of plasma torch.
In the first part, a 3D finite volume method on unstructured meshes is built. This second order method uses a multislope linear reconstruction. We prove its stability with respect to the maximum principle. Its simplicity is put forward and its efficiency is shown using numerical tests. Finally it is used in order to compute the inviscid flow in a torch chamber.
The second part is devoted to the study of highly pulsated compressible hot jets by direct numerical simulation. The use of high order schemes for time and space discretization is justified. Boundary conditions are described in order to prescribe large perturbations at jet inflow. The Reynolds number increases when environment temperature decreases, so that numerical simulations are more difficult to handle.
L'objet de cette thèse est de mettre en œuvre des outils pour la simulation numériques des torches à projection plasma.
Dans la première partie, une méthode volumes finis 3D pour maillages non structurés est construite. Cette méthode d'ordre 2 utilise une reconstruction linéaire multipente. On prouve qu'elle est stable au sens du principe du maximum. Sa simplicité est mise en avant et sa rapidité est vérifiée par des tests numériques. Enfin on l'utilise pour réaliser une simulation de l'écoulement non visqueux dans une chambre de torche.
La seconde partie est dédiée à l'étude des jets chauds compressibles fortement pulsés par simulation numérique directe. L'utilisation de schémas d'ordre élevé en temps et en espace est justifiée. Des conditions aux limites permettant d'imposer de fortes perturbations au jet sont décrites. Le nombre de Reynolds de l'écoulement est d'autant plus élevé que la température du milieu ambiant est faible, rendant les simulations numériques difficiles.
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Dates and versions

tel-00235951 , version 1 (04-02-2008)
tel-00235951 , version 2 (19-02-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00235951 , version 2

Cite

Vivien Clauzon. Analyse de schémas d'ordre élevé pour les écoulements compressibles.
Application à la simulation numérique d'une torche à plasma.. Mathématiques [math]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00235951v2⟩
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