Modelisation multidimensionnelle de l'aerodynamique interne dans les moteurs diesel

SIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : TD 20260 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Évaluation et validation numérique d'une analyse de stabilité en mode normal pour le couplage aérothermique

International audienceThis paper aims to evaluate and validate a mathematical coupling model, based on a normal mode stability analysis, for steady conjugate heat transfer problems. In order to achieve this goal, an aerothermal computational code was designed specifically ex novo to meet the needs of the current study. A large number of numerical simulations were carried out within the framework of the Dirichlet-Robin fluid-solid interface procedure and with conditions strictly identical to those adopted in the mathematical model. These coupled computations have been synthesized in five representative cases. The computed results show that the stability limit and the numerical Biot number derived from the coupling model are very reliable parameters. Many other physical and numerical aspects, such as the splitting of the coupling period are also considered in this work from which some interesting and promising results are obtained. At the end of this paper, we assess the general potential, limits and constraints of the mathematical model and its extension to multidimensional cases is discussed.Cet article a pour but d'évaluer et de valider un modèle mathématique de couplage, basé sur une analyse de stabilité en mode normal, pour des problèmes de transfert de chaleur conjugués stationnaires. Afin d'atteindre cet objectif, un code de calcul couplé a été conçu ex novo pour répondre aux besoins de l’étude. Dans le cadre du schéma de couplage d'interface fluide-solide Dirichlet-Robin, un grand nombre de simulations numériques ont été réalisées en adoptant des conditions strictement identiques à celles du modèle mathématique. Cinq cas représentatifs sont exposés dans cette étude. Les calculs montrent que la limite de stabilité et le nombre de Biot numérique, directement issus du modèle de couplage, sont des paramètres très fiables. De nombreux autres aspects physiques et numériques, tels que le fractionnement de la période de couplage, sont également pris en compte dans ce travail, ce qui permet d'obtenir des résultats intéressants et prometteurs. A la fin de cet article, nous évaluons le potentiel général, les limites et les contraintes du modèle mathématique et son extension aux cas multidimensionnels est discutée

A numerical efficient approach for coupled aerothermal simulations in fluid-structure systems

International audienceConjugate heat transfer procedures are commonly used in many scientific and aerospace problems in which accurate heat transfer predictions are needed. But these procedures may suffer from stability and performance limitations. This paper presents a numerical approach for steady conjugate heat transfer problems based on a stability analysis in a canonical coupling prototype. The main characteristics of the Dirichlet-Robin transmission procedure are presented and analyzed. Two fundamental parameters are introduced, a "numerical" Biot number controlling the stability process and an optimal coefficient that ensures unconditional stability and a high numerical efficiency of the coupled aerothermal simulations. An algorithm that chooses the locally most efficient numerical approach is proposed. An industrial test case then illustrates the excellent behavior of the interface treatments. Finally it is shown, on the basis of the numerical Biot number, that the choice of a relevant transmission condition is critically important in achieving an even faster convergence