Développement d'un code de calcul combinant des schémas de haute précision avec une méthode de frontières immergées pour la simulation des mouvements tourbillonnaires en aval d'un bord de fuite

Abstract

La réalisation de simulations des mouvements tourbillonnaires en aval d'un bord de fuite reste une tâche difficile en mécanique des fluides. Des développements numériques ont été réalisés à partir d'un code de calcul résolvant les équations de Navier-Stokes incompressibles à l'aide de schémas aux différences finies de haute précision. L'originalité de l'approche numérique réside dans l'utilisation d'une méthode spectrale pour la résolution de l'équation de Poisson qui combinée à une méthode de frontières immergées permet de simuler des écoulements en présence de parois. Un effort particulier a été fait pour l'amélioration de la résolution de l'équation de Poisson afin d'utiliser un maillage inhomogène et une grille décalée pour le champ de pression. Deux écoulements de couche de mélange avec la prise en compte des parois ont été simulés avec un bord de fuite épais puis mince dans le but de déterminer l'influence de la géométrie de la plaque séparatrice sur la dynamique de l'écoulement.To carry out simulations of the vortex dynamics behind a trailing edge remains a difficult task in fluid mechanics. Numerical development has been performed with a computer code which solves the incompressible Navier-Stokes equations with high order compact finite difference schemes on a Cartesian grid. The specificity of this code is that the Poisson equation is solved in the spectral space with the modified spectral formalism. This code can be combined with an immersed boundary method in order to simulate flows with complex geometry. A particular work was made to improve the resolution of the Poisson equation in order to use a stretched mesh and a staggered grid for the pressure. Two mixing layers flows with a blunt and a bevelled trailing edge were performed in order to determinate the influence of the separating plate's shape on the vortex dynamics.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF