Comparaison de schémas numériques pour la simulation d écoulements turbulents réactifs

Ce travail de thèse porte sur le développement et la comparaison d outils numériques pour la simulation d écoulements compressibles réactifs turbulents. Les objectifs de cette étude sont doubles : il s agit d une part de tester l approche de la Simulation des Grandes Échelles Implicite (MILES) et d autre part de doter le laboratoire d une plate-forme de simulation numérique performante, évolutive, robuste et précise. Pour cela, deux programmes d approches et de portées différentes ont été élaborés. Le premier code, basé sur des schémas aux différences finies compactes centrées d ordre 6, très précis et non dissipatifs, permet la simulation numérique directe (DNS) d écoulements 3D turbulents sans chocs, en géométrie cartésienne. Ce code n introduit pas de dissipation numérique et sert de référence pour tester l approche MILES. Le second code s appuie sur l utilisation de méthodes récentes à capture de chocs : les schémas WENO. La formulation aux différences finies des schémas WENO d ordre 3 à 11 est implémentée dans un code bidimensionnel. Le pouvoir de résolution des schémas WENO des différents ordres est évalué par analyse linéaire. Les problèmes spécifiques au cas multi-espèces sont mis en évidence et la positivité des fractions massiques est respectée grâce à la méthode de Larrouturou. Les différentes reconstructions ainsi que l ordre du schéma sont évalués sur une série de cas test. Les deux codes font l objet d une comparaison sur la simulation d une flamme 1D laminaire de prémélange et d un jet 2D turbulent réactif H2/air. Enfin, les potentialités du schéma WENO sont démontrées sur une onde de détonation puis sur une interaction réactive onde de choc/bulle d hydrogène.ORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF