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Le 24 mars 2016 à 13h30

Soutenance de Thèse: Sophie LE BRAS – Modélisation de paroi et traitement aux interfaces des maillages non conformes pour les simulations aéroacoustiques avec une approche numérique d'ordre élevé

ROGEL |  SALLE DE CONFÉRENCE JEAN-CLAUDE ANDRÉ |  

Résumé:

Cette thèse est consacrée au développement de méthodes numériques pour la prévision du bruit des jets par la simulation des grandes échelles (LES). L'approche LES suivie s'appuie sur l'utilisation de schémas de discrétisation spatiale implicites d'ordre élevé peu dissipatifs et peu dispersifs en volumes finis. Elle permet de calculer directement les sources acoustiques dans les écoulements turbulents et de propager les ondes sonores avec précision. Deux méthodes numériques sont développées en vue de faciliter la réalisation des simulations. La première méthode est la mise en œuvre d'une modélisation de paroi pour s'affranchir des contraintes liées à la résolution des couches limites qui se développent près des parois. Un modèle de paroi analytique est couplé aux schémas d'ordre élevé de discrétisation spatiale. Une discrétisation spatiale particulière, s'appuyant sur la reconstruction de cellules fictives, est proposée près des parois. Sa performance est évaluée en simulant un écoulement turbulent de canal à un nombre de Mach de 0.2 et un nombre de Reynolds de frottement de 2000, puis un écoulement de jet simple subsonique et isotherme à un nombre de Mach de 0.6 et un nombre de Reynolds basé sur le diamètre du jet de 570 000. Les caractéristiques aérodynamiques et acoustiques des écoulements sont comparées avec succès aux résultats des simulations numériques directes et aux mesures expérimentales de la littérature. La seconde méthode porte sur le développement d'un traitement aux interfaces des maillages non conformes. Ces maillages présentent des discontinuités aux interfaces entre les blocs ce qui permet l'utilisation de maillages plus simples pour les calculs. Le traitement proposé assure la compatibilité entre les schémas de discrétisation spatiale et les maillages non conformes, tout en répondant aux exigences de précision imposées par les simulations aéroacoustiques. Ce traitement s'appuie sur la réalisation d'interpolations de type meshless. Sa validité est examinée en simulant la convection d'un tourbillon et le développement d'une couche de mélange en 2-D. Les résultats obtenus montrent que le traitement proposé ne génère pas d'oscillations parasites d'amplitude significative et ne perturbe pas le développement de l'écoulement au voisinage des raccords de bloc.
Jury:
Xavier GLOERFELT              ENSAM                                               Rapporteur

Eric SERRE                            UNIVERSITÉ AIX-MARSEILLE        Rapporteur
Hugues DENIAU                   ONERA                                               Examinateur

Fabien WLASSOW                AIRBUS                                              Examinateur
Guillaume DAVILLER           CERFACS                                            Examinateur
Sébastien DECK                   ONERA                                               Examinateur
Eric LAMBALLAIS                 ENSMA Poitiers                                 Examinateur
Christophe BOGEY               ECOLE CENTRALE DE LYON          Directeur de thèse

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