Modelling of Transport in Homogeneous Turbulence

Résumé : La modélisation est essentielle pour comprendre et reproduire les phénomènes physiques dominants ayant lieu dans des écoulements turbulents naturels (atmosphériques, océaniques). En effet, la dynamique des écoulements géophysiques résulte d'interactions complexes à des échelles et intensités variées, et sur des temps différents. La description précise de tels écoulements est pour le moment hors de portée des simulations numériques directes, surtout à cause des limitations en nombre de Reynolds. C'est pourquoi dans cette thèse on s'attaque à la modélisation de la turbulence homogène avec le formalisme spectral de l'approximation EDQNM. Ceci nous permet d'obtenir des résultats rapidement en termes de ressources numériques à très grands nombres de Reynolds, et ainsi d'étudier séparément la plupart des mécanismes en jeu dans les écoulements turbulents naturels, à savoir le cisaillement, le gradient de température, la stratification, l'hélicité, et des combinaisons de ces éléments. On procède en deux étapes: tout d'abord, l'EDQNM permet de fermer les équations des moments d'ordre 2, et ensuite l'anisotropie est modélisée grâce à des tenseurs moyennés sphériquement. Cette méthode est appliquée aux différentes configurations mentionnées ci-dessus, nous permet de proposer de nouveaux résultats et de les valider numériquement à grands nombres de Reynolds. Parmi les points les plus importants, nous nous sommes concentrés sur (i) la prédiction des lois de croissance et décroissance de quantités telles que l'énergie cinétique, la variance scalaire et l'hélicité; (ii) la détermination des comportements spectraux; et (iii) la distribution d'anisotropie échelle par échelle.
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Thèse
Fluids mechanics [physics.class-ph]. UPMC - Université Paris 6 Pierre et Marie Curie; Institut Jean le Rond d'Alembert, 2017. English
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Contributeur : Antoine Briard <>
Soumis le : lundi 23 octobre 2017 - 12:50:48
Dernière modification le : mercredi 25 octobre 2017 - 01:17:31

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Antoine Briard. Modelling of Transport in Homogeneous Turbulence. Fluids mechanics [physics.class-ph]. UPMC - Université Paris 6 Pierre et Marie Curie; Institut Jean le Rond d'Alembert, 2017. English. 〈tel-01621386〉

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