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Amélioration d'une méthode de frontières immergées pour la simulation des écoulements turbulents sur maillages cartésiens
- Source :
- 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⟩
- Publication Year :
- 2021
- Publisher :
- HAL CCSD, 2021.
-
Abstract
- 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.
- Subjects :
- Physics and Astronomy (miscellaneous)
Boundary (topology)
010103 numerical & computational mathematics
01 natural sciences
law.invention
Physics::Fluid Dynamics
symbols.namesake
[SPI]Engineering Sciences [physics]
law
Méthode frontières immergées
Wall Model
Cartesian coordinate system
[INFO]Computer Science [cs]
0101 mathematics
Physics
[PHYS]Physics [physics]
Numerical Analysis
Turbulence
Applied Mathematics
Cartesian Mesh
Mélange cartésien
Reynolds number
Mechanics
Function (mathematics)
Immersed boundary method
Computer Science Applications
Immersed Boundary Method
010101 applied mathematics
Computational Mathematics
Modèle de paroi
Modeling and Simulation
Ecoulement turbulent
symbols
Compressibility
Turbulent Flows
Transonic
Subjects
Details
- Language :
- English
- ISSN :
- 00219991 and 10902716
- Database :
- OpenAIRE
- Journal :
- 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⟩
- Accession number :
- edsair.doi.dedup.....8172f5e3f853f9c71bf5ca9a7a2b350f
- Full Text :
- https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110240⟩