Les écoulements turbulents : modélisation et simulation (2° Éd.)

Après une présentation des concepts de base, des outils mathématiques et des méthodes de fermeture, l'ouvrage aborde les modèles de fermeture au deuxième ordre pour la dynamique et pour le transport d'un scalaire. Cette dernière approche est privilégiée car elle présente les potentialités pour clarifier bien des problèmes dans les écoulements cisaillés, les modèles simples plus anciens étant alors présentés comme des versions simplifiées des précédents. L'influence de paramètres physiques supplémentaires est ensuite considérée : effet du nombre de Reynolds de la turbulence, effet des parois, effet des forces de gravité, effets de courbure et de rotation, effets des variations de la masse volumique, effet du déséquilibre spectral. Enfin, la dernière partie est consacrée aux méthodes de simulation de grandes structures turbulentes qui sont amenées à prendre une extension considérable dans les problèmes qui exigent une description fine des interactions tourbillonnaires.

1. Introduction à la modélisation de la turbulence. Concepts de base 2. Equations de transport de la turbulence en fluide incompressible 3. Outils mathématiques 4. Méthodologie pour les fermetures en un point 5. La turbulence homogène anisotrope (T.H.A.) 6. Modélisation des équations d'évolution des tensions de Reynolds 7. Echelles de turbulence et nouvelles orientations en modélisation au second ordre 8. Modélisation des équations d'évolution des flux turbulents d'un scalaire passif 9. La variance d'un scalaire passif et son taux de dissipation 10. Fermetures simplifiées : modèles à deux et à trois équations de transport 11. Fermetures simplifiées : modèles à zéro ou à une équation de transport 12. Traitement de la turbulence à faible nombre de Reynolds 13. Le traitement des parois : méthodes et problèmes 14. Influence des forces d'Archimède 15. Remarques sur les problèmes posés par l'étude d'écoulements complexes 16. Ecoulements turbulents à masse volumique variable 17. Modèles à échelles multiples 18. Simulation numérique des grandes structures turbulentes 19. Synopsis sur les méthodes numériques 20. Bibliographie. Principales notations. Index.

Cet ouvrage vise à fournir une présentation synthétique introductive sur les méthodes de modélisation et de simulation numérique des écoulements à partir des concepts de base. Il est destiné aux étudiants de niveau 3° cycle et ingénieurs ou chercheurs intéressés par le calcul pratique des écoulements turbulents. Il donne les fondements physiques des méthodes et conduit le lecteur au point où il peut mettre en œuvre les modèles sur des applications pratiques et approfondir les techniques avancées.