Introduction hydrodynamique navale 1

Pré-requis nécessaires

Mécanique des Fluides dont analyse dimensionnelle ; Mathématiques (calcul matriciel, différentiel et intégral, calcul en base orthonormée, équations aux dérivées partielles, équations différentielles, analyse numérique).

Objectifs

• Connaitre qualitativement les grandes caractéristiques et les problématiques associées aux écoulements incompressibles à grand nombre de Reynolds
• Connaitre le principes des méthodes RANSE et des modèles de fermeture standards au premier ordre à une ou deux équations (SA, k-epsilon, k-omega)
• Connaitre les écoulements de type couche limite, les implications pour les maillages au voisinage d'une paroi et avoir des outils pour leur dimensionnement en pratique
• Avoir mis en application un code CFD RANSE généraliste sur un cas d'étude simple, avec confrontation des résultats à l'expérience
• Connaitre l'approximation du fluide parfait et la notion de méthode des singularités en 2D
• Connaitre les bases de théorie des ailes en régime incompressible

Descriptif

Phénoménologie de la turbulence [8CM+4TD]:  les principes de l'approche statistique (équations de Reynolds) et des modélisations associées (modèles RANSE standards)

Ecoulements de couche limite et les implications sur le dimensionnement d'un maillage au voisinage d'une paroi  [12CM]: équations de Prandtl, solutions laminaires de Blasius et de Falkner-Skan, décollement, caractéristiques et équations intégrales, principe des couplages pour les fluides parfaits, couche limite, couche limite turbulente et loi de paroi standard)

Travaux Pratique avec un code CFD RANSE généraliste  [12TD]:  grand décollement en aval d'une marche, avec confrontation expérimental vs numérique

Introduction aux écoulements potentiels [4CM]: généralités, potentiel complexe et singularités élémentaires en 2D

Eléments de théorie des ailes en régime incompressible [12CM+4TD]: généralités, théorie linéarisée des sections d'ailes en 2D, modélisations de type ligne portante en 3D

Bibliographie

Bailly C., Comte-Bellot G., « Turbulence », CNRS éditions, 2003 / Bailly C., Comte-Bellot G., « Turbulence », Springer, 2015
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Wilcox D.C., « Turbulence modeling for CFD », DCW Industries, 2nd printing, 1994
Cousteix J., « Aérodynamique : couche limite laminaire », Cépaduès éditions, 1988
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Cebeci T., Cousteix J., « Modeling and computation of boundary-layer flows : laminar, turbulent and transitional boundary layers in incompressible and compressible flows », Springer, 2005
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