Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Simulation multi-physique des écoulements turbulents par la méthode Boltzmann sur réseau

La méthode (numérique) Boltzmann sur réseau est construite sur l’idée de représenter la dynamique d’un fluide à partir de règles locales très simples de collision et de transport de particules sur un réseau discret à l’échelle mésoscopique (intermédiaire entre l’échelle microscopique et l’échelle macroscopique). Le lien entre la théorie cinétique des gaz et la méthode Boltzmann sur réseau, accepté initialement de manière intuitive, est maintenant bien établi théoriquement et mathématiquement. Depuis le début des années 90, la méthode Boltzmann sur réseau connaît un succès grandissant dans de nombreux domaines de la mécanique des fluides. Par sa simplicité d’utilisation, sa précision intrinsèque et sa capacité à modéliser des phénomènes physiques à petites échelles, elle s’impose de plus en plus comme une alternative convaincante aux schémas standards basés sur les équations de Navier-Stokes. Dans ce cadre, le LMFA participe à la conception, au développement et à la validation d’un logiciel industriel de mécanique des fluides (logiciel LaBS) basé sur la méthode Boltzmann sur réseau et optimisé pour le calcul parallèle intensif. La commercialisation du logiciel LaBS a débuté en septembre 2013, et l’ambition est maintenant de déployer et faire avancer le logiciel sur des aspects multi-physiques (dynamique, thermique et acoustique). Ces avancements s’appuieront au LMFA sur le développement de modèles de turbulence de sous-maille et lois de paroi (dans le formalisme de la méthode Boltzmann sur réseau) permettant de traiter conjointement les aspects dynamique et thermique. La faible dispersion et dissipation numérique du schéma Boltzmann sur réseau prédispose également le logiciel LaBS au calcul direct de l’acoustique ; des schémas avancés de propagation acoustique (sur maillage non–uniforme) seront développés au LMFA.

Personnels principalement impliqués : E. Lévêque.
Collaboration : consortium LaBS impliquant laboratoires et industriels. Groupe Acoustique du LMFA.