Aerodynamic and aeroacoustic simulation of massively separeted flows by turbulence hybrid models and transition models
Simulation aérodynamique et aéroacoustique d’écoulements massivement décollés par des modèles de turbulence hybrides et de transition
Résumé
This work is a contribution to the numerical simulation of massively separated turbulent flows for the purpose of industrial application. After specifying the turbulence modelings and the numerical ingredients used in our applications, we present simulations of cylinder flows in supercritical regime and around NACA-type wing profiles at several degrees of incidence using different RANS models, including the recently developed k − R model, as well as different hybrid approaches. The latter concern the DDES model, and combinations of the RANS/DVMS or DDES/DVMS type. Next, a laminar-turbulent transition strategy is developed and introduced into a low-Reynolds RANS k − ε model, then into the hybrid RANS/DVMS approach. The performance of the transition-based hybrid model is evaluated on the simulation of circular cylinder flows for a wide range of flow regimes from subcritical to supercritical. In a final part, we present aeroacoustic applications for the different aerodynamic problems that were studied in this work.
Ce travail est une contribution à la simulation numérique d’écoulements turbulents massivement décollés dans un but d’application industrielle. Après avoir introduit les modélisations de la turbulence et les ingrédients numériques utilisés dans nos applications, nous présentons des simulations d’écoulements de cylindre en régime supercritique et autour de profils d’aile de type NACA à plusieurs degrés d’incidence en utilisant différents modèles RANS, dont le modèle k − R récemment développé, ainsi quedifférentes approches hybrides. Ces dernières concernent le modèle DDES, et des combinaisons de type RANS/DVMS ou DDES/DVMS. Dans un deuxième temps, une stratégie de transition laminaire-turbulent est développée et introduite au sein d’un modèle RANS bas-Reynolds k − ε, puis de l’approche hybride RANS/DVMS. Les performances du modèle hybride utilisant la stratégie de transition sont évaluées sur des simulations d’écoulements autour d’un cylindre circulaire pour une large plage de régimes d’écoulement allant du sous-critique au supercritique. Dans une dernière partie, nous présentons des applications aéroacoustiques pour les différents problèmes d’aérodynamique qui ont été étudiés dans ce travail.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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