Physique et modélisation de la turbulence (REA/ME) - 4EMHAAO0

Objectif(s)

Fournir des notions de base sur la physique des écoulements turbulents rencontrés dans les dispositifs industriels ou les fluides de l'environnement (rivières, atmosphère, océan). Présenter les principales techniques de simulation et de modélisation numériques implantées dans les codes de calcul utilisés de façon routinière par les ingénieurs.

Contenu(s)

Introduction :
Caractéristiques des écoulements turbulents; approches statistiques et déterministes.

Turbulence: approche statistique
Notion de moyenne; équation de Reynolds; équation pour les tensions de Reynolds et problème de fermeture; viscosité et diffusivité turbulentes; mécanismes énergétiques: production et dissipation d'énergie cinétique turbulente.

Outils et théories statistiques :
Densité de probabilité; corrélations. Turbulence homogène et isotrope; espace de Fourier; spectres d'énergie cinétique et de dissipation. Les échelles de la turbulence; théorie de Kolmogorov.

Exemples d'écoulements turbulents libres et de paroi :
Couches de mélange, jets et sillages; écoulement turbulent dans un canal plan.

Modélisation statistique des écoulements turbulents :
Modèles en 1 et 2 points; modèles en 1 point: notion d'ordre du modèle; modèles à zéro, une et deux équations; modèle k -?; modèle du second ordre.

Simulation numérique directe et des grandes échelles :
Limites des simulations numériques directes; notion de filtrage et modèles ``sous-maille''; modèle de Smagorinsky et développements récents.

Cours de base de mécanique des fluides.