This thesis is concerned with the numerical simulation of high Reynolds number, three-dimensional, incompressible flows in open domains. Many problems treated in Computational Fluid Dynamics (CFD) occur in free space: e.g., external aerodynamics past vehicles, bluff bodies or aircraft; shear flows such as shear layers or jets. In observing all these flows, we can remark that they are often unsteady, appear chaotic with the presence of a large range of eddies, and are mainly dominated by convection. For years, it was shown that Lagrangian Vortex Element Methods (VEM) are particularly well appropriate for simulating such flows. In VEM, two approaches are classically used for solving the Poisson equation. The first one is the Biot-Savart approach where the Poisson equation is solved using the Green's function approach. The unbounded domain is thus implicitly taken into account. In that case, Parallel Fast Multipole (PFM) solvers are usually used. The second approach is the Vortex-In-Cell (VIC) method where the Poisson equation is solved on a grid using fast grid solvers. This requires to impose boundary conditions or to assume periodicity. An important difference is that fast grid solvers are much faster than fast multipole solvers. We here combine these two approaches by taking the advantages of each one and, eventually, we obtain an efficient VIC-PFM method to solve incompressible flows in open domain. The major interest of this combination is its computational efficiency: compared to the PFM solver used alone, the VIC-PFM combination is 15 to 20 times faster. The second major advantage is the possibility to run Large Eddy Simulations (LES) at high Reynolds number. Indeed, as a part of the operations are done in an Eulerian way (i.e. on the VIC grid), all the existing subgrid scale (SGS) models used in classical Eulerian codes, including the recent "multiscale" models, can be easily implemented.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ucl.ac.be:ETDUCL:BelnUcetd-08172007-165806 |
| Date | 24 August 2007 |
| Creators | Cocle, Roger |
| Publisher | Universite catholique de Louvain |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-08172007-165806/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UCL. A cette fin, je donne licence à l'UCL : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
Page generated in 0.0028 seconds