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Nous avons développé une nouvelle méthode,
appelée Coherent Vorticity Simulation (CVS), pour calculer
les écoulements turbulents pleinement développés.
Celle-ci repose sur l'observation selon laquelle les écoulements
turbulents contiennent à la fois des éléments
organisés, les tourbillons cohérents, et des éléments
aléatoires, l'écoulement résiduel incohérent
produit par les intéractions non linéaires entre les
tourbillons. |
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Nous utilisons la représentation en base d'ondelettes
pour décomposer chaque réalisation de l'écoulement
en deux parties orthogonales ayant des distributions de probabilité
et des corrélations différentes. Les tourbillons
cohérents sont corrélés à grande échelle
et présentent une distribution de probabilité non-Gaussienne.
Leur évolution est calculée dans une base d'ondelettes
adaptée à chaque pas de temps afin de résoudre
les régions de forts gradients. L'effet de l'écoulement
résiduel incohérent, qui est quasi-Gaussien et décorrélé,
est éliminé ou modélisé statistiquement. La méthode CVS
combine une projection Eulerienne et une stratégie Lagrangienne
d'adaptation de la base de calcul, qui permet de suivre l'évolution
de l'écoulement en prenant en compte toutes les échelles
nonlinéairement actives. |
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Pour calculer les écoulements en présence de
parois ou d'obstacles de géomètrie quelconque, fixes ou en mouvement,
nous avons associé la méthode CVS à une
méthode de pénalisation en volume. Ceci nous a permis
d'étudier différents types d'écoulements
bidimensionnels et tridimensionnels, stationnaires ou instationnaires
(écoulements turbulents statistiquement homogènes et isotropes,
couches de mélange, écoulements dans des réseaux de tubes d'échangeurs
thermiques, sillages derrière des ailes d'avion ou des ailes battantes, ...).
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