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

178 Chapitre 6. Simulation de l’ablation en turbulence confinée
Variables
Valeurs de T f
3000 K 4000 K 5000 K
Unité
Re ac 750 750 750 -
T ref 1200 1600 2000 K
a ref 118.2 136.5 152.6 m.s −1
t ref 9.22 ×10 −6 1.12 ×10 −5 1.33 ×10 −5 s
P ref 1.42 ×10 5 1.42 ×10 5 1.42 ×10 5 P a
ρ ref 0.321 0.241 0.192 kg.m −3
µ ref 5.05 ×10 −5 6.74 ×10 −5 7.88 ×10 −5 P a.s (ou P l)
ν ref 1.57 ×10 −4 2.80 ×10 −4 4.08 ×10 −4 m 2 .s −1
L ref 1.09 ×10 −3 1.53 ×10 −3 2.03 ×10 −3 m
Table 6.2 – Variables de référence associées
Type de l’étude Spectres Re T0 κ e T f (en K) couleur
S A i : influence de u ′ S A 1 100 6 4000 rouge
S A 2 200 6 4000 vert
S A 3 400 6 4000 bleu
S B i : influence de κ e
S B 1 100 4 4000 cyan
S B 2 100 6 4000 rouge
S B 3 100 8 4000 orange
i : influence de T f S T f
3 100 6 4000 vert
T f
S1 100 6 3000 bleu
S T f
3 100 6 5000 rouge
S T f
Table 6.3 – Définition des ensembles de spectres étudiés
6.2 Analyse de l’écoulement dans la zone de blocage
Dans le but d’identifier les phénomènes se déroulant dans la zone de blocage, on précise le
comportement des paramètres turbulents aux abords immédiats de la paroi (ici y < 0.5). Dans
cette région du domaine, les trois critères de résolution numérique imposés ne sont pas modifiés
par la récession de la paroi et sont identiques à ceux établis dans le paragraphe 5.2.2. Dès lors,
on étudie les paramètres généraux de l’écoulement (k, ε, Re T et T ) et les échelles de longueur
(η, λ T et L T ). Puis les termes du bilan des tensions de Reynolds sont évalués. Dans les deux
cas, on s’intéresse aux conséquences des choix faits pour définir le spectre de turbulence et la
température initiale du fluide.
6.2.1 Comportement des paramètres généraux de l’écoulement
6.2.1.1 Profils de k, ε et Re T
Les évolutions spatiales de l’énergie cinétique turbulente k, du taux de dissipation turbulente
ε et du nombre de Reynolds Re T , entre les plans y = 0 et y = 0.5 sont représentées sur la figure
6.5 pour les cas Si A et Si B . On constate bien l’impact des niveaux d’agitation turbulente forcée
(cas des spectres Si A) ainsi que l’influence de la taille des structures porteuses d’énergie (cas SB i )
sur les nombres de Reynolds à la paroi.