Description

La mécanique des fluides numérique est un outil clé pour l’ingénierie, mais les méthodes existantes pour simuler la turbulence présentent des limites : les méthodes RANS manquent de précision tandis que les méthodes LES, bien que plus précises, reste trop gourmandes en ressources pour un usage courant en bureau d’études. Pour surmonter ce défi, la thèse propose une approche innovante : une méthode hybride RANS/LES à maillage dual dans laquelle seules les fluctuations sont résolues en LES. Cette méthode combine les avantages des deux approches en résolvant explicitement les fluctuations turbulentes par LES sur un maillage, tandis que le champ moyen est modélisé par RANS sur un maillage distinct et adapté à cette modélisation. Cette idée constitue un concept élégant qui permet de poser de manière rigoureuse le couplage entre les modèles RANS et LES. Cette vision se distingue des méthodes hybrides RANS/LES classiques, souvent critiquées pour l’amalgame qu’elles opèrent entre U-RANS et LES.
Dans un premier temps, la méthode sera utilisée dans un cadre idéal, dans lequel le champ moyen est extrait d’une simulation LES convergée. Cela permettra d’évaluer les gains maximaux accessibles avec une telle approche. Dans un second temps, la méthode sera mise en œuvre avec une résolution du champ moyen reposant sur une modélisation RANS. Des études exhaustives des différentes stratégies de couplage seront alors menées afin d’identifier l’approche offrant le meilleur compromis entre précision et coût de calcul. Enfin, afin d’évaluer la pertinence globale de la méthode, celle-ci sera systématiquement comparée à des calculs RANS et LES de référence, ainsi qu’à des méthodes hybrides existantes telles que les approches DES et/ou PANS.

Compétences requises

La/le candidat(e) devra avoir des connaissances en mécanique des fluides et plus précisément en modélisation de la turbulence (RANS/LES). Une expérience en programmation est également nécessaire et un fort bagage en méthode numérique est aussi attendu. La/le candidat(e) devra être capable de travailler dans une équipe, de communiquer ses résultats et d’interagir efficacement avec des collaborateurs. La maîtrise de la langue écrite est nécessaire (français et/ou anglais).

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Mots clés

mécanique des fluides, écoulements turbulents, modélisation de la turbulence, Simulation aux grandes échelles, calcul haute performance