Étude numérique d'écoulements turbulents à l'aide de la simulation des grandes structures (application à des écoulements de convection naturelle et mixte dans des cavités fermées ou ouvertes)

La Simulation des Grandes Structures (SGS) a été étudiée lors de cette thèse. L objectif de ce travail numérique consistait à tester la capacité de quelques modèles de sous-maille et plus particulièrement ceux associés aux approches dynamiques souvent utilisées dans la littérature, à reproduire, d'abord les écoulements de convection naturelle en espaces confinés, avant de passer à des situations plus réalistes faisant appel à des écoulements de type jet en convection forcée ou mixte dans des espaces ventilés, susceptibles d être rencontre s dans le domaine de l habitat. En convection naturelle dans une cavité fermée anisotherme, la SGS a permis de reproduire correctement les résultats numériques de référence d une Simulation Numérique Directe 2D et les comparaisons ont été encore plus proches en 3D. En convection forcée dans une cavité ventilée isotherme équipée d un soufflage et extraction d écoulement, la SGS 3D a permis de bien reproduire les résultats expérimentaux de l Annexe20 de l Agence Internationale de l Energie. Les résultats ont été encore améliorés par l introduction d une perturbation du jet au soufflage pour modéliser l intensité turbulente mesurée expérimentalement. En convection mixte dans une cavité ventilée anisotherme équipée d un soufflage et extraction d écoulement, avec un plancher chauffé, la SGS 3D montre un très bon accord avec une expérience réalisée au Laboratoire d'Etudes thermiques à Poitiers et reproduit également le comportement singulier de l écoulement (bifurcation et changement de direction avec phénomène d hystérésis) détecté expérimentalement. À notre connaissance, aucune étude numérique n a permis jusqu à présent une telle comparaison.LA ROCHELLE-BU (173002101) / SudocSudocFranceF