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Simulation numérique directe de l'interaction turbulence/surface libre pour l'analyse du transfert intercomposantes

Campagne, Gaëlle (2006) Simulation numérique directe de l'interaction turbulence/surface libre pour l'analyse du transfert intercomposantes. (Direct numerical simulation of the interaction between turbulence and a free-slip surface for studying the intercomponent energy transfer.)

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1.87 Mo

Abstract

On procède à la simulation numérique directe de l'interaction turbulence-sans-cisaillement/ surface-plane, par une méthode pseudo-spectrale. L'originalité de la configuration tient au fait que la turbulence est entretenue à distance par un forçage aléatoire localisé au voisinage d'un plan parallèle à la surface. L'écoulement est donc statistiquement stationnaire et la couche de surface continûment alimentée par diffusion turbulente. Les évolutions des quantités statistiques et des bilans des tensions de Reynolds sont données et permettent de préciser la structure de la couche d'interaction. Une méthode originale d'analyse et de quantification des structures élémentaires participant au transfert d'énergie intercomposantes est proposée et testée. Cette grille d'analyse permet une meilleure compréhension du contenu de la corrélation pression-d eformation en présence d'une surface imperméable. ABSTRACT : A Direct Numerical Simulation of the interaction between shearless turbulence and a free-slip surface is performed using a pseudo-spectral method. The originality of the configuration stems from the generation of turbulence by a distant random forcing term localised in a slice parallel to the surface. The flow is therefore statistically steady and the surface layer is continuously fed by turbulent diffusion. The evolutions of the statistical quantities and Reynolds stresses are analysed in order to define the structure of the interaction layer. A new typology of elementary events contributing to the intercomponent energy transfers, is proposed and evaluated. This new approach allows a better understanding of the physical content of the pressure-deformation correlation, in the presence of an impermeable surface.

Department:Département Mécanique des Fluides - DMF (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Cazalbou, Jean-Bernard and Joly, Laurent
Uncontrolled Keywords:Simulation numérique directe de turbulence - Transfert intercomposante - Surface libre - Forçage aléatoire - Méthode pseudo-spectrale. KEYWORDS : Direct numerical simulation - Turbulence - Intercomponent energy transfer - Free surface - Random force generation - Pseudo-spectral method
Subjects:Hydraulics > Fluid dynamics
Deposited On:06 September 2007

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