Etude de l'influence du modèle de turbulence utilisé

 

Bien que la plupart des premières expériences aient été menées avec un modèle de turbulence k-epsilon classique, et en utilisant des valeurs de grandeurs turbulentes prises comme ordre de grandeur par défaut, nous nous sommes penchés sur le modèle de turbulence dès que le besoin d'améliorer quantitativement nos résultats s'est fait sentir. Cela fut le cas après avoir établi les bonnes conditions limites qui permettaient un bon fonctionnement d'un point de vue qualitatif.

Ainsi, de nombreux modèles de turbulence ont été testés, et parmi eux, le modèle RNGk-epsilon, qui est l'un des modèles qui dérivent de k-epsilon. En effet, il consiste en une modification du terme de dissipation, plus précisément le terme de production. Cette modification a pour but de prendre en compte même les petites échelles de l'écoulement, et non seulement les grandes échelles comme pour le modèle k-epsilon standard. L'équation de k reste inchangée.

Les résultats obtenus, toujours en les comparant avec la référence expérimentale, sont affichés pour les différentes hauteurs 1.918m, 2.535m et 3.244m. Le maillage utilisé pour de telles simulations est de 500x100x1, avec un rapport de 100 (pour un bon raffinement au niveau de la paroi). Des simulations durant 10 secondes de temps physique ont été suffisantes dans notre cas pour atteindre un régime permanent :

 

 

 

 

On constate donc que le modèle RNGk-epsilon permet d'obtenir de bien meilleurs résultats que le modèle k-epsilon de base, sur tous les profils représentés ci-dessus. Concernant les profils de température, les résultats du modèle RNGk-epsilon obtenus sont en tout points bien plus proches des données expérimentales (par comparaison avec le modèle k-epsilon de base). Puis, pour les profils de vitesse, le maximum est mieux approché et l'estimation de la pente est meilleure.

Au final, le modèle RNGk-epsilon permet dans notre cas de mieux approcher quantitativement les données expérimentales de référence que pour tous les résultats obtenus jusqu'alors.

Par conséquent, toutes les simulations qui seront effectuées auront un modèle de turbulence RNGk-epsilon.