Méthodes numériques

Code de calcul Navier-Stokes Multi-Bloc

L'ensemble des simulations numériques de ce projet seront réalisées avec le code Navier-Stokes Multi-Bloc (NSMB). Il s'agit d'un code de calcul développé au départ par l'école Polythechnique Fédérale de Lausanne, la Kungl. Tekniska Hoegskolan, le CERFACS, Airbus France et SAAB. Depuis quelques année, d'autres insitutions se sont greffées sur le projet.

Le code NSMB est un code versatile qui permet de résoudre les équations de Navier-Stokes dans un espace organisé en plusieurs blocs. Cette approche permet de mailler des géométries complexes (i.e. des configurations industrielles réelles) et de répartir la résolution de chaque bloc sur plusieurs unités de calculs. Il s'agit donc d'un code de calcul parallèle. Le code résout les équations grâce à la méthode des volumes finis.

 

Calcul des efforts aérodynamiques

Le forçage aérodynamique qui s'exerce sur le cylindre aval résulte du sillage turbulent du cylindre amont. Il est donc crucial pour cette étude de prédire exactement la turbulence générée par le cylindre amont, et ainsi les efforts qui s'exercent sur le cylindre aval. L'approche utilisée dans le code NSMB est l'Organised Eddy Simulation (OES). Elle consiste à décomposer le spectre de la turbulence en une partie cohérente résolue numériquement et une partie aléatoire modélisée par une approche statistique. Cette décomposition est particulièrement indiquée ici, car la turbulence n'est pas à l'équilibre, et présente des structures cohérentes (correspondant par exemple aux tourbillons de Von Kármán).

 

 Figure 2: décomposition du spectre d'énergie turbulente en OES, d'après Bourguet et al. [1].