Exploitation des r├ęsultats

Un bloc

Un premier calcul basé sur des grandeurs turbulentes mises en place par défaut (cas test hotroom) nous permet d'obtenir les courbes ci-dessous :

Nous constatons que les profils numériques sont plus ou moins satisfaisants puisqu'ils s'approchent des profils expérimentaux, surtout en x = 2.535 m, où non seulement la simulation numérique prévoit la pente de décroissance mais également  le maximum de vitesse.


Un second calcul avec cette fois-ci des valeurs pour les grandeurs turbulentes calculées à partir des données expérimentales, donne les résultats ci-dessous :

 

Le tracé des courbes de vitesse et température pour cette deuxième simulation permet d'abord de confirmer la sensibilité du calcul aux grandeurs turbulentes, ainsi que de remarquer la non-amélioration des résultats, contrairement à ce que nous pourrions nous attendre.

Cette remarque pourrait être justifiée par la manière dont le calcul des grandeurs turbulentes s'est effectué ou imposé dans le domaine de calcul. En effet, le fait d'imposer une valeur moyenne dans tout le domaine ne peut être physiquement correcte surtout au niveau de l'entrée, d'ailleurs  cette hypothèse peut être confirmée par l'amélioration observée des profils quand on s'éloigne de l'entrée.

Deux blocs

 

La dernière configuration de calcul, à savoir la simulation numérique en deux blocs permet d'obtenir les profils ci-dessous :

Nous constatons que les profils numériques sont d'autant plus satisfaisants que ceux obtenus pour un calcul en un seul bloc, ce qui est parfaitement cohérent avec la théorie/expériences de la transition de la couche limite laminaire vers la couche limite turbulente en x = 0.8 m. 

Le remarque faite précédemment sur l'influence des valeurs des grandeurs turbulentes est revérifiée.

Raffinement du maillage

Afin d'étudier l'influence du maillage sur la précision des résultats du calcul en un seul bloc, nous avons considéré deux maillages différents, un maillage grossier (500*50*1) avec un coefficient d'expansion suivant y de 10, et un autre raffiné (1000*50*1) avec un coefficient de 20 suivant y. Les résultats obtenus, toujours en les comparant avec la référence expérimentale, sont affichés ci-dessous pour les différentes hauteurs 1.438m, 1.918m, 2.535m et 3.244m :

Nous remarquons que les courbes obtenus avec le maillage grossier sont légèrement plus proches des valeurs expérimentales , ce qui est surprenant.  Comme pour le calcul ERCOFTAC, l'hypothèse pour expliquer cette remarque  pourrait se baser sur le coefficient d'expansion. En effet, le raffinement en proche paroi a pour effet d'étirer les cellules de gauches, ce qui pourrait induire des erreurs de calculs.

 

Comparaison

 

Enfin nous comparons les différentes simulations mises en place pour ce calcul le long de la plaque en traçant comme précédemment les profils de vitesse et de température aux niveaux des quatre positions de mesures expérimentales: x=1.438m, x=1.918m, x=2.535m et x=3.244m.

Remarque : La courbe en rouge correspond aux résultats d'un calcul en deux blocs avec pour manière d'établir l'écoulement laminaire en bas du domaine, la désactivation de la turbulence (turbulence OFF) dans le fichier transportpropeties.

La comparaison des différentes simulations à partir des profils de vitesse/température permet de valider le calcul en deux bloc. Cette méthode permet donc de d'obtenir les résultats les plus proches de la réalité et s'avère la plus logique puisqu'elle permet de prendre en compte la zone de transition, ce qui n'est pas le cas du calcul en "un bloc". Le seul inconvénient de cette méthode s'avère être le positionnement de la zone de transition!