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Bases physiques de la turbulence - Couplages multi-physiques et multi-échelles -
Panorama des modélisations et nouvelles approches pour la simulation
La simulation des écoulements turbulents a bénéficié ces dernières années de l’évolution rapide des approches numériques et de la modélisation. Ces améliorations sont très souvent motivées par le besoin d’une meilleure description spatio-temporelle de la physique. Des configurations de plus en plus complexes impliquant des couplages multi-physique et multi-échelles sont aujourd’hui traitées.

1. Exposer les bases physiques de la turbulence.
2. Donner un panorama des différentes modélisations.
3. Faire le point sur les nouvelles approches pour la simulation des écoulements turbulents.
4. Montrer quelques applications récentes dans différents domaines industriels.

Bases physiques de la turbulence

1. Ordres de grandeur, description phénoménologique
2. Approche statistique : équations de Navier-Stokes moyennées
3. Ecoulements de paroi : conduites et couches limites
4. Turbulence homogène et isotrope
5. Théorie de Kolmogorov

Techniques numériques

1. Propriétés des schémas numériques
2. Traitement des conditions aux limites

Simulation des grandes échelles

1. Equations de Navier-Stokes filtrées
2. Modèles de sous-maille fonctionnels et structurels

Simulations compressibles

1. Traitement des chocs
2. Interaction turbulence - chocs

Modèles réduits

1. Décomposition en mode propre en inhomogène (POD)
2. Estimation stochastique linéaire (LSE)

Méthodes hybrides RANS/LES globales
Rappel des principales techniques de visualisation scientifique

1. Classification des méthodes RANS/LES
2. Approches à viscosité hybride
3. Detached Eddy Simulation (DES)
4. Zone grise et traitement des maillages ambigus
5. DES et traitement de la turbulence pariétale

Méthodes hybrides RANS/LES zonales

1. Aspects théoriques
2. Communications entres domaines RANS et LES : notions de restriction et d’enrichissement
3. Conditions aux limites d’entrée turbulente pour les zones LES : techniques de mapping, reconstruction de la turbulence