Simulation OpenFOAM avec le modèle k-oméga SST

 

Pour ce modèle $k-\omega SST$, nous avons également suivi les conseils de nos collègues. Par conséquent, nous avons encore imposé une intensité turbulente égale à 1% dans tout le domaine initial, ainsi qu'en tant que condition limite sur tous les bords du tunnel.

La simulation peut donc être lancée, pour une durée physique égale à 8 secondes et un train se déplaçant à une vitesse de 40 m/s.

Les autres paramètres numériques de la simulation sont récapitulés ci-dessous :

 

Maillage : 105525 cellules

Modèle : $k-\omega$

Intensité turbulente : 1%

$k=0.06 m²/s²$

$\omega = 0.35 m²/s²$

 Schéma temporel : Euler implicit

Schéma pour les termes de Laplacien/Gradient : Gauss ($2^{ème}$ ordre)

Schéma pour les termes de divergence : Upwind

$\Delta t=0.0001$s

$t_f=8s$

 

Avec ces deux animations de champ de vitesse et de pression, on peut voir des comportements assez similaires à ceux obtenus avec le modèle $k-\epsilon$. Il y a en effet développement d'une traînée ainsi qu'une apparition d'une surpression à l'avant du train. Par contre, quelques phénomènes assez étranges apparaissent sur le champ de vitesse au dessus du train qui, il faut le concéder, nous semblent très étonnants et difficiles à expliquer.

Comme pour le modèle $k-\epsilon$, on peut tracer par l'intermédiaire de Paraview le champ de l'intensité de l'énergie cinétique turbulente. Cela permet de se rendre de compte dans quelle zone de l'écoulement le modèle $k-\omega ~SST$ crée de la turbulence, et de comparer les valeurs par rapport au modèle $k-\epsilon$.

Voici ce que l'on obtient sous paraview :

​Comme précédemment, la turbulence est créée de manière importante dans le sillage du train ainsi que dans la zone séparant chaque wagon. Concernant l'amplitude de cette éergie cinétique turbulente, le modèle $k-\omega ~SST$ crée plus de turbulence dans le sillage, et moins entre les wagons, par rapport au modèle $k-\epsilon$. Cela est difficilement justifiable, étant donné que ce genre d'écart est tout à fait caractéristique d'un changement de modèle de turbulence dans un calcul CFD.