Ecoulement turbulent
Chute de pression le long de la conduite : écoulement turbulent
Enoncé du problème : l'écoulement turbulent 3D dans une conduite rectiligne est modélisé à l'aide du modèle de turbulence standard k-ε.
Références : F.M. White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw Hill Book Co. Inc., New York, NY, 1994.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1.225 kg/m3 Viscosité = 1.7894e-5 Pa-s | Rayon = 0.002 m Longueur = 2 m | Vitesse d'admission = 50 m/s Pression de sortie = 0 Pa |
Comparaison des résultats
Résultats | Solution analytique | Creo Flow Analysis | % de différence |
|---|---|---|---|
Chute de pression (Pa) | 0.743 | 0.73 | 0.48 |
Ecoulement transsonique sur un profil d'aile RAE2822
Enoncé du problème : l'écoulement transsonique 2D est modélisé autour d'un profil d'aile RAE2822 en conditions de soufflerie à l'aide du modèle de turbulence k-ε standard.
Longueur de corde = 1 m
Références : P.H. Cook, M.A. McDonald, M.C.P. Firmin. "Aerofoil RAE 2822 - Pressure Distributions, and Boundary Layer and Wake Measurements." AGARD Advisory Report No. 138.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Air Densité = Loi des gaz parfaits Viscosité = 3.54822 X 10 -5 kg/ ms | Profil d'aile RAE 2822 Incidence = 2.31 degrés Hauteur de la soufflerie = 72 m Longueur de la soufflerie = 96 m | M = 0.729 Pression aux frontières = 71154 Pa Température aux frontières = 271 K |
Résultat : contours de pression autour du profil d'aile
Comparaison des résultats : coefficients de portance et de traînée
Résultats | Cible | Creo Flow Analysis | Pourcentage d'erreur |
|---|---|---|---|
Coefficient de portance | 0.743 | 0.73 | 1.75 |
Coefficient de traînée | 0.0127 | 0.0126 | 0.79 |
Comparaison des résultats : distribution du coefficient de pression
Ecoulement turbulent sur une marche descendante
Enoncé du problème : l'écoulement turbulent 2D avec décollement et recollement est modélisé pour une marche descendante avec le modèle k-ε du groupe de renormalisation (RNG).
• A = entrée
• B = marche
• C = sortie
Références : D.M. Driver, H.L. Seegmiller, "Features of a Reattaching Turbulent Shear Layer in Divergent Channel Flow". AIAA Journal, Vol 23, pp. 163-171, 1985.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1 kg/m3 Viscosité = 0.0001 kg/m-s | Hauteur de la marche = 1 m Longueur du canal = 34 m Hauteur du canal = 9 m | Entrée : profil de vitesse pleinement développé (3.74 m/s) Sortie : pression atmosphérique |
Comparaison des résultats : longueur de recollement
La longueur de recollement est la distance à partir de la marche à laquelle l'écoulement reprend dans le sens d'écoulement positive. L'expérience fournit une plage de valeurs pour la longueur de recollement.
Longueur de recollement | |
|---|---|
Expérience | Creo Flow Analysis |
x/H = 6.16 – 6.34 | x/H = 6.21 |
Comparaison des résultats : coefficient de frottement pariétal
La prédiction du point de recollement en aval de la marche a été déterminée dans l'expérience comme suit :
• mesures par interféromètre laser à flux d'huile du frottement pariétal ;
• interpolation de la position de frottement pariétal nulle. Les résultats expérimentaux et CFD le long de la paroi sont comparés ci-dessous.
Lâcher tourbillonnaire sur un cylindre
Enoncé du problème : l'écoulement sur un cylindre est modélisé à l'aide du modèle de turbulence k-ε standard.
Références : Williamson, C. H. K. (1988). Defining a universal and continuous Strouhal–Reynolds number relationship for the laminar vortex shedding of a circular cylinder. Physics of Fluids.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1 kg/m3 Viscosité = 0.01 Pa-s | Voir le schéma ci-dessus. | Transitoire = 0.01 s Vitesse d'admission = 1 m/s Pression de sortie = 0 Pa |
Résultats : vorticité Z après 150 s
Comparaison des résultats : nombre de Strouhal
Le nombre de Strouhal mesure la fréquence du lâcher tourbillonnaire.
Résultat | Cible | Creo Flow Analysis | % de différence |
|---|---|---|---|
Nombre de Strouhal | 0.164 | 0.165 | 0.61 |
Ecoulement de recirculation transitoire à l'intérieur d'une enceinte de ventilation
Enoncé du problème : l'écoulement de recirculation 3D est modélisé dans une enceinte de ventilation à l'aide du modèle k-ε standard.
• I = entrée
• O = sortie
Références : P.V. Nielsen, A Restivo, J.H. Whitelaw, "The Velocity Characteristics of Ventilated Rooms", Journal of Fluids Engineering, Vol 100, pp.291-298, 1978.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1.1766 kg/m3 Viscosité = 1.853 e-5 Pa-s | L = 267.9 mm W = 89.3 mm Hauteur à l'entrée = 5 mm Hauteur à la sortie = 14.3 mm | Vitesse d'admission = 15.78 m/s Pression de sortie = atmosphérique |
Résultats : contours de vitesse X au trait d'axe
Résultats : contours de vitesse Y au trait d'axe
Comparaison des résultats : vitesse normalisée dans la direction Y de l'enceinte
Ecoulement turbulent dans un diffuseur
Enoncé du problème : l'écoulement turbulent 3D dans un diffuseur est modélisé à l'aide du modèle de turbulence standard k-ε.
Références : Azad, R. S., & Kassab, S. Z. (1989). Turbulent flow in a conical diffuser: Overview and implications. Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 1(3), 564–573.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1.15758 kg/m3 Viscosité = 1.8406 x 10-5 PA-s | Voir le schéma ci-dessus. | Vitesse d'admission = 18.06 m/s Pression de sortie = 0 Pa |
Résultats : contours de pression
Comparaison des résultats : coefficient de pression le long de la paroi du diffuseur
