Étude des fluctuations de température par simulation des grandes échelles

Raphaël Monod a soutenu sa thèse la 7 novembre 2012 à St Paul Lez Durance.

La présente étude a pour objectif de développer des outils et des modèles pour la simulation des grandes échelles dans le cadre d'un écoulement turbulent à faible nombre de Prandtl. Ceci est réalisé afin de pouvoir estimer les fluctuations de température près des parois dans le but d'évaluer le risque de fatigue thermique. Pour les écoulements à faible nombre de Prandtl, les structures thermiques sont plus grosses que les structures dynamiques, ce qui permet d'utiliser un maillage grossier associé à une loi de paroi. Notre approche est validée dans le cadre du canal plan, et nous étudions différentes conditions limites en température : isotherme, isoflux et avec résolution de la thermique dans le mur. L'étude du canal a permis la génération d'une entrée turbulente pour un Té de mélange. Le schéma convectif de vitesse s'est révélé inapproprié pour cette configuration, et une alternative a été trouvée. Nous avons estimé la longueur des trois branches du Té afin de conserver un bon compromis entre précision et coût de calcul. Sur plusieurs configurations de Tés de mélange, les points présentant des maxima de fluctuations de température ont été situés, puis une analyse spectrale y a été réalisée.