Amélioration d'une méthode de frontières immergées pour la simulation des écoulements turbulents sur maillages cartésiens

Autor: Héloïse Beaugendre, Stéphanie Péron, Christophe Benoit, Benjamin Constant
Přispěvatelé: DAAA, ONERA, Université Paris-Saclay [Châtillon], ONERA-Université Paris-Saclay, Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Certified Adaptive discRete moDels for robust simulAtions of CoMplex flOws with Moving fronts (CARDAMOM), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of Computational Physics
Journal of Computational Physics, 2021, 435, pp.110240. ⟨10.1016/j.jcp.2021.110240⟩
Journal of Computational Physics, Elsevier, 2021, 435, pp.110240. ⟨10.1016/j.jcp.2021.110240⟩
ISSN: 0021-9991
1090-2716
DOI: 10.1016/j.jcp.2021.110240⟩
Popis: International audience; In this paper, we present recent improvements of an Immersed Boundary Method (IBM) for the simulation of turbulent compressible flows on Cartesian grids. The proposed approach enables to remove spurious oscillations at the wall on skin pressure and friction coefficients. Results are compared to a body-fitted approach using the same wall function, showing that the stair-step immersed boundary provides a smooth solution compared to the body-fitted one. The immersed boundary method has been modified to adapt the location of forced and forcing points involved in the immersed boundary reconstruction to the Reynolds number. This method has been validated either for subsonic and transonic flow regimes, through the simulation of the subsonic turbulent flow around a NACA0012 profile and the transonic flow around a RAE2822 profile and the three-dimensional ONERA M6 wing.; Dans ce papier, nous présentons les améliorations récentes relatives à une méthode de frontières immergées (IBM) pour la simulation des écoulements turbulents compressibles sur maillages cartésiens. La méthode proposée permet de supprimer les oscillations parasites apparaissant sur les coefficients de pression et de frottement à la paroi. Les résultats sont comparés à une méthode de maillages conformes aux obstacles, où la couche limite est résolue par le maillage ou modélisée par un modèle de paroi, permettant de justifier que l'approche IBM sur maillages en escaliers permet d'obtenir une solution régulière comparable à la solution sur maillage curviligne. La méthode de frontières immergées a été modifiée pour adapter au nombre de Reynolds du cas d'écoulement la localisation des points de forçage ou de référence et des points corrigés ou points cibles utilisés dans la reconstruction IBM. Cette méthode a été validée sur des simulations d'écoulements en régime subsonique et transsonique, respectivement autour d'un profil NACA0012 et d'un profil RAE2822. Enfin une simulation de l'écoulement transsonique autour de l'aile ONERA M6 est effectuée pour valider l'approche sur un cas tridimensionnel.
Databáze: OpenAIRE
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