Résultats

Détails des simulations

1. Les solveurs

Nous avions beaucoup de solveurs capables de simuler la turbulence. Voici les solveurs que nous avons choisis d'étudier :

pisoFoam : Méthodes LES et RAS (k-epsilon, Spalart Allmaras...)
dnsFoam : Méthode de Direct Numerical Simulation
channelFoam : Un solver propre au cas de l'écoulement entre plaques parallèles.

Tous ces solveurs résolvent les équations de Navier-Stokes incompressibles, plus d'autres équations modélisant la turbulence (sauf dnsFoam, qui calcule tous les effets sans modèle de turbulence).

Les trois solveurs ont dû être modifiés afin de calculer la température comme un scalaire passif, résolvant l'équation de conduction de la chaleur décrite plus loin dans ce site.

2. Les constantes

L'écoulement se caractérise par les nombre adimensionels suivants :
$Re=\frac {2 \delta U_m}{\nu}=4560$
$Re_\tau =\frac {\delta U_\tau}{\nu}=150$

$Pr=\frac{\alpha}{\nu}=0.71$

Avec :
$\alpha$ le coefficient de diffusion de température de l'air en $m^2 s^{-1}$
$\nu$ la viscosité cinématique, $\nu=1.0*10^{-5} m^2 s^{-1}$ pour de l'air.
$\delta$ la demi-largeur de l'écoulement
 

Tous les résultats présentés seront adimensionalisés par les constantes suivantes :

$ u_\tau = \sqrt{\nu \frac{dU}{dy}} $ la vitesse de friction,
$ T_\tau = \frac{q_w}{C_p u_\tau \rho} $ la température de friction, où $q_w=\lambda \frac{dT}{dx} $
$ \nu $ la viscosité cinématique de l'air.

3. Le maillage

Le maillage représente un écoulement de dimension $60\delta.2\delta.2\delta$. Nous avons choisi de modéliser un écoulement de taille $60\delta$ suivant l'axe des x car c'est environ la distance nécessaire à l'établissement d'un écoulement turbulent instationnaire pour les vitesses ET pour la température.
Le maillage possède 400*60*1=24000 points. Il est raffiné au niveau de la paroi tel que le dy des cellules en paroi soit 10 fois plus petit que le dy au centre.