LA RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS BIDIMENSIONNELLES ET INSTATIONNAIRES DE NAVIER-STOKES, SOUS FORME FONCTION DE COURANT-TOURBILLON EST EFFECTUEE PAR UNE METHODE AUX DIFFERENCES FINIES DU SECOND ORDRE ET POUR DEUX TYPES D'ECOULEMENTS CISAILLES: SILLAGES ET COUCHES DE MELANGE. RESULTATS CONCERNANT UNE VISUALISATION RALENTIE DU COMPORTEMENT DES CHAMPS DE TOURBILLON ET DE VITESSE, L'ETUDE DU DEVELOPPEMENT SPATIOTEMPOREL D'INSTABILITES DANS UNE COUCHE CISAILLEE AINSI QUE LA MISE EN EVIDENCE D'UN EFFET MODERATEUR DE LA TURBULENCE DANS UN MELANGE EN REGIME DE TRANSITION, SOUMMIS A UNE EXCITATION SUR SON MODE PROPRE DE PERTURBATION. SCHEMA DE CALCUL PRECIS POUR LA PRESSION

UN MODELE DE SIMULATION POUR LA TRAJECTOIRE DES PARTICULES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT A ETE ETABLI EN CONSIDERANT LES CORRELATIONS TEMPORELLES ET SPATIALES DU POINT DE VUE LAGRANGIEN. UNE METHODE DE MONTE CARLO A ETE UTILISEE POUR DETERMINER LES VALEURS ALEATOIRES DES PROPRIETES TURBULENTES. AU COURS DE LA CONSTRUCTION DES TRAJECTOIRES, LA VITESSE ET LA POSITION DE PARTICULES INDIVIDUELLES SONT OBTENUES A CHAQUE INSTANT. A PARTIR DE CELLES-CI, NOUS AVONS ETUDIE LES CARACTERISTIQUES DE LA DISPERSION D'UN ENSEMBLE DE PARTICULES DANS UN ECOULEMENT DE TURBULENCE DE GRILLE, PUIS CELLE DE PARTICULES PASSIVES ET REACTIVES DANS UN ECOULEMENT TURBULENT CISAILLE. LES RESULTATS DU CALCUL ONT ETE COMPARES A CEUX MESURES PAR EXPERIENCES CORRESPONDANTES. LA COMPLEXITE DU MECANISME DE LA TURBULENCE ET LE MANQUE DE CONNAISSANCES THEORIQUES ET DE DONNEES EXPERIMENTALES, A CONDUIT A FORMULER UN CERTAIN NOMBRE D'HYPOTHESES POUR PERMETTRE LE CALCUL. NOUS AVONS OBSERVE DE BONNES CONCORDANCES DE RESULTATS SIMULES PAR RAPPORT A CEUX MESURES. EN PARTICULIER, L'APPLICATION DE LA METHODE DE CALCUL MISE AU POINT AUX CAS DE LA CORRELATION LAGRANGIENNE ET DE L'EVAPORATION D'AEROSOL, FOURNIT UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX TECHNIQUES DU CALCUL GLOBAL GENERALEMENT UTILISES

DANS UNE PREMIERE PARTIE, ON EXAMINE LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA TURBULENCE LIBRE STRATIFIEE, EN DETAILLANT LES HYPOTHESES PHENOMENOLOGIQUES (EQUATION DE TRANSPORT DE DISSIPATION) ET EN DECRIVANT UN MODELE DE TURBULENCE DE CIEL CLAIR (SANS EQUATION DE DISSIPATION) A PARTIR DE L'HYPOTHESE DE DONALD-SON. LA RESOLUTION NUMERIQUE ET UNE DETERMINATION DES 4 PARAMETRES DU MODELE ACHEVENT LE CHAPITRE. DANS LA SECONDE PARTIE, ON ABORDE LA SIMULATION EN LABORATOIRE AVEC DESCRIPTION DU MONTAGE EXPERIMENTAL, DE LA MESURE DES V ET DES T, ET DU TRAITEMENT DU SIGNAL. EN APPLICATION, ON PROCEDE A LA SIMULATION DE LA TURBULENCE LIBRE CISAILLEE AVEC OU SANS STRATIFICATION.

Le comportement de particules solides dans un écoulement turbulent de gaz en canal est étudié par le biais de simulations numériques directes. La description mixte eulerienne et lagrangienne permet d'aborder la dispersion de petites particules solides à travers le calcul des temps intégraux de la turbulence v́ue ́le long de leurs trajectoires. Ces temps intégraux sont comparés aux estimations basées sur une corrélation semi-empirique issue de calculs directs dans le cas d'une turbulence homogène et isotrope. La comparaison révèle l'impossibilité d'utiliser la corrélation pour prédire la dispersion dans le sens de l'écoulement. Après ces considérations sur la dispersion, l'effet d'atténuation de ces mêmes particules solides sur la turbulence est aussi caractérisé. Les forces prises en compte sur les particules sont au moins la traînée non linéaire et la force de portance de Saffman toutes deux corrigées en proche paroi et utilisant une interpolation tridimensionnelle hermitienne.

Objectif du travail : résoudre les problèmes de modélisation pour un écoulement bidimensionnel de type météorologique, en se restreignant aux grandes échelles. La modélisation des effets des petites échelles est conduite par la méthode lagrangienne et la troncature est choisie dans la zone inertielle d'entrophie. La simulation de l'écoulement est celle a long terme. On insiste tout au long de la modélisation des structures fines, sur le caractère de démarche de concert entre le théoricien et le numericien. Une partie de l'étude est consacrée à la dépendance temporelle du spectre d'énergie. On termine par une étude, dans le cadre phénoménologique et statistique, de la turbulence 2-d au moyen de la simulation numérique directe en s'intéressant plus spécialement aux états de régime et a la predicibilite. Dans le régime de décroissance, ou les choses sont complexes, on expose les résultats concernant la phase de décroissance autosimilaire du spectre d'énergie; quelques éléments sont apportes sur la phase initiale d'évolution et on vérifie ces conjectures par des intégrations numériques de l'équation edqnm.

RAPPEL DES DIFFERENTES MODELISATIONS MATHEMATIQUES DE LA TURBULENCE BASEES SUR DEUX EQUATIONS DE TRANSPORT. MODELISATION, SOUS DEUX FORMES, DE L'ECOULEMENT TURBULENT AU VOISINAGE DES FRONTIERES SOLIDES: METHODE DITE DES "FONCTIONS DE PAROI" ET METHODE DITE DE "MODELISATION A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS". ETUDE DES METHODES AUX DIFFERENCES FINIES BASEES SUR UNE DISCRETISATION D'ESPACE A PAS VARIABLES ET DEUX TYPES DE SCHEMAS D'AVANCEMENT DANS LE TEMPS. APPLICATION AU CAS D'UN ECOULEMENT TURBULENT EN CONDUITE AVEC LES MODELES K-EPSILON "A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS" ET K-L::(N) (LONGUEUR DE MELANGE DE NIKURAKES). APPLICATION AU CAS D'UN ECOULEMENT TURBULENT EN CONDUITE EN PRESENCE D'UNE SINGULARITE REPRESENTEE PAR UN DIAPHRAGME

Now in its fully updated fourth edition, this leading text in its field is an exhaustive monograph on turbulence in fluids in its theoretical and applied aspects. The authors examine a number of advanced developments using mathematical spectral methods, direct-numerical simulations, and large-eddy simulations. The book remains a hugely important contribution to the literature on a topic of great importance for engineering and environmental applications, and presents a very detailed presentation of the field.