Un schéma stable unique pour les problèmes stationnaires de couplage aérothermique

Autor: Rocco Moretti, Marc-Paul Errera, Matthew Nguyen, Rami Salem, Yohann Bachelier, Thomas Arrivé
Přispěvatelé: DAAA, ONERA, Université Paris-Saclay [Châtillon], ONERA-Université Paris-Saclay, DAAA, ONERA, Université Paris Saclay [Meudon], DAAA, ONERA, Université Paris-Saclay (COmUE) [Châtillon], ONERA-Université Paris Saclay (COmUE), DAAA, ONERA, Université Paris Saclay (COmUE) [Meudon]
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Physics and Astronomy (miscellaneous)
010103 numerical & computational mathematics
01 natural sciences
Stability (probability)
STABILITE
[SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph]
Thermal barrier coating
Thermal
Fluid–structure interaction
CONJUGATE HEAT TRANSFER
THERMAL COUPLING
0101 mathematics
Mathematics
Coupling
Numerical Analysis
STEADY
Biot number
STABILITY
INTERACTION FLUIDE-STRUCTURE
Applied Mathematics
Process (computing)
Mechanics
STABILITE NUMERIQUE
METHODE NUMERIQUE
COUPLAGE THERMIQUE
Computer Science Applications
010101 applied mathematics
FLUID-STRUCTURE INTERACTION
Computational Mathematics
STABLE
Modeling and Simulation
Scheme (mathematics)
[SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph]
TRANSFERT DE CHALEUR CONJUGUE
COUPLAGE AEROTHERMIQUE
Zdroj: Journal of Computational Physics
Journal of Computational Physics, Elsevier, 2019, 394, pp.491-502. ⟨10.1016/j.jcp.2019.05.036⟩
ISSN: 0021-9991
1090-2716
DOI: 10.1016/j.jcp.2019.05.036⟩
Popis: International audience; The goal of this paper is to propose a single interface treatment, based on the Dirichlet-Robin interface condition to deal with all steady CHT scenarios. These scenarios depend on the so-called numerical Biot number that controls the stability process and the optimal coefficient that ensures, in theory, unconditional stability. It is shown that this coefficient is closely related to fundamental thermal quantities. For very large thermal fluid-solid interactions, the Dirichlet-Robin condition may result in profound stability issues. A thorough examination of the stability behavior has highlighted a narrow and slow-varying stable zone located around the optimal coefficient. This allows us to determine coupling coefficients valid in any case and the reasonable value of these coefficients avoids significantly impairing the accuracy of CHT solutions. A flat plate, partially protected by a thermal barrier coating, is presented as a test case.; Le but de cet article est de proposer un traitement d'interface unique, basé sur la condition Dirichlet-Robin pour gérer tous les scénarios de couplage aérothermique de façon stable. Ces scénarios dépendent du nombre de Biot numérique qui contrôle le processus de stabilité et du coefficient optimal qui assure, en théorie, une stabilité inconditionnelle. On montre que ce coefficient est étroitement lié à des grandeurs thermiques fondamentales. Pour les très grandes interactions fluide-solide thermique, la condition de Dirichlet-Robin peut entraîner de graves problèmes de stabilité. Un examen approfondi du comportement de stabilité met en évidence une zone stable étroite autour du coefficient optimal. Cela nous permet de déterminer des coefficients de couplage valables dans tous les cas et évite ainsi de nuire considérablement à la précision des solutions couplées. Une plaque plate, partiellement protégée par une barrière thermique, illustre les propriétés numériques des schémas présentés.
Databáze: OpenAIRE
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