Simulation numérique directe de la turbulence en présence d ... - ISAE

100 Chapitre 4. Simulation de la Turbulence Homogène Isotrope (THI)
4.1.2.2 Valeurs initiales des paramètres de l’écoulement
Les champs spectraux caractérisés par le spectre PP sont ensuite transportés dans l’espace
physique (cf. 3.3.2). À l’issue de la 1 ère itération durant laquelle les équations de Navier-Stokes
sont résolues, on extrait la valeur des paramètres initiaux (Tab. 4.4).
Paramètres Référence Ensemble A Ensemble B
initiaux S1 A = SB 2 S2 A S3 A S1 B S3
B
Couleur rouge vert bleu cyan orange
u ′ 0 0.163 0.229 0.325 0.109 0.215
k 0 3.99 10 −2 7.87 10 −2 0.159 1.79 10 −2 6.95 10 −2
ε 0 7.76 10 −3 1.53 10 −3 3.09 10 −2 1.59 10 −3 2.37 10 −2
ν 0 2.03 10 −3 2.03 10 −3 2.03 10 −3 2.03 10 −3 2.03 10 −3
Re T 0 100 200 400 100 100
Re λ0 25.8 36.5 51.6 25.8 25.8
∆t 6.66 10 −3 5.85 10 −3 4.67 10 −3 7.97 10 −3 5.85 10 −3
L T 0 1.03 1.44 2.05 1.51 0.77
L ii0 0.40 0.40 0.40 0.60 0.31
λ T 0 0.14 0.14 0.14 0.21 0.11
η 0 3.21 10 −2 2.71 10 −2 2.28 10 −2 4.78 10 −2 2.43 10 −2
κ max 140 140 140 140 140
κ e 6 6 6 4 8
κ d 7.35 7.35 7.35 4.90 9.80
Table 4.4 – Valeurs initiales des paramètres de la turbulence initialisée par un spectre PP
4.1.2.3 Visualisation des champs initiaux de l’écoulement
La description précédente de l’état initial des écoulements (Tab. 4.4) est complétée par une
visualisation des champs de vorticité correspondants (Fig. 4.2). Ces représentations permettent
de constater l’effet du nombres de Reynolds Re T et du nombre d’onde κ e sur l’écoulement généré.
Ainsi, les spectres S A montre qu’une augmentation de Re T provoque une hausse de l’amplitude
de l’agitation turbulente alors que les spectres S B illustrent l’influence du choix de κ e sur la
taille des structures porteuses d’énergie.
4.1.3 Initialisation par un spectre de Von-Kármán corrigé par Pao (VKP)
Les efforts consentis pour implémenter un spectre VKP afin d’initialiser la turbulence sont
motivés par la capacité de ce spectre à modéliser des zones inertielles plus grandes que dans le
cas d’un spectre PP. Ainsi, il jouit d’une meilleure représentativité des écoulements turbulents.