Etude du couplage instationnaire calculs-expériences en écoulements turbulents

Abstract

Le but de cette étude est la génération de conditions d'entrée réalistes pour des simulations numériques instationnaires d' écoulements turbulents à partir de données expérimentales et d'une approche de type système dynamique d'ordre bas pour reproduire la dynamique des structures à grande échelle de l'écoulement. Outre des techniques d'adaptation du maillage expérimental à celui de la simulation, une méthode originale d'identification polynomiale de système dynamique est aussi développée. Cette méthode est testée dans deux configurations d'écoulement de couche de mélange plane turbulente se développant en aval d'un bord de fuite de type biseauté ou de type culot. Pour chaque écoulement, une base de données est constituée par vélocimétrie par imagerie de particules stéréoscopique à temps décalés afin de pouvoir construire un modèle d'ordre bas. Les données générées sont ensuite utilisées comme conditions d'entrée d'une simulation aux grandes échelles d'une couche de mélange turbulente.The topic of this study is the generation of realistic unsteady inlet conditions for unsteady numerical simulations of turbulent flows. The strategy developed consists in generating unsteady velocity fields from an experimental database using a low dimensional modelling approach to reproduce the large scale structure dynamics of the flow. Both an original method of polynomial dynamical system identification and a spatial extrapolation procedure are developed. The method proposed is tested on two turbulent mixing layer flows developing downstream of a splitter plate that can be either bevelled or blunt. In the two flow configurations, a database is acquired by dual-time stereoscopic particle image velocimetry and a dynamical system is derived. Finally, the data obtained are used as inflow conditions of a large eddy simulation of a turbulent plane mixing layer.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF