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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Turbulence et phénomènes couplés

Deux types de couplages seront considérés. D’une part, le couplage turbulence/ondes dans le cadre d’écoulements avec force extérieure : il s’agit d’étudier le transport d’énergie et les régimes d’interaction non linéaires au sein d’un écoulement en rotation (force de Coriolis), avec stratification (force de flottaison) ou conducteur en présence de champ magnétique (force de Lorentz-Laplace), qui permet la propagation d’ondes d’inertie, internes de gravité, ou d’Alfvén, respectivement. Nous étudierons les possibilités de créer localement des zones très fortement turbulentes par interaction de ces ondes.
D’autre part, nous poursuivrons la collaboration avec le CEA-DAM dans le cadre de la thèse co-encadrée d’A. Burlot (début en 2012), sur le cas de la turbulence avec stratification instable, pour une étude centrée sur les effets couplés et des applications quasi-industrielles, dans le contexte de forçage de type Rayleigh-Taylor. Avec ce thème, nous ouvrons une nouvelle phase d’application du modèle EDQNM. Le modèle statistique et le code existant pour la stratification stable a été adapté au cas d’un gradient déstabilisant, qui implique une forte production d’énergie par la force de flottaison résultat de l’interpénétration de fluide lourd et de fluide léger. Grâce à la collaboration avec le CEA-DAM, un ordre de grandeur supplémentaire dans les paramètres d’exploitation du modèle sera atteint, tant en terme de paramètres dynamiques (nombre de Reynolds et gradient moyen de densité), qu’en terme de puissance de calcul mise en œuvre. Cette dernière servira aussi à l’exploitation d’un code de simulation numérique directe à des fins de comparaison et de validation du modèle. L’objectif de ce travail est l’obtention d’un modèle de type « ingénieur » qui permette la prise en compte du couplage, avec rétroaction, de la turbulence avec un gradient d’intensité variable en temps, la prédiction fine du taux d’épaississement de la couche de mélange dans un écoulement de Rayleigh-Taylor, et une évaluation plus rigoureuse des paramètres de modèles industriels semi-empiriques de type « flottaison-traînée » notamment.

Personnels impliqués principalement : C. Cambon, F. Godeferd.

Collaboration : B.-J. Gréa (CEA-DAM).