Instabilité, turbulence et contrôle

Aérodynamique et contrôle

Ecoulements tournants

Interactions fluide/structure

Turbulence plasma et MHD

Méthodes numériques et modélisation

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Présentation

Le groupe « Instabilité, Turbulence et Contrôle» développe des analyses prédictives basées sur des approches numériques et théoriques dans des domaines d'applications centrées sur le transport, la géophysique et l'énergie. Son activité se caractérise par un fort développement méthodologique et de modélisation de la turbulence pour la simulation des équations de conservation. Le groupe composé de 12 permanents se structure autour de 5 axes de recherche principaux:

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Dernières publications de l'équipe

  • Philippe Meliga. Harmonics generation and the mechanics of saturation in flow over an open cavity: a second-order self-consistent description. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2017, 826, pp.503 - 521. Plus de détails...
  • E. Constant, J. Favier, M. Meldi, P. Meliga, E. Serre. An immersed boundary method in OpenFOAM : Verification and validation. Computers & Fluids, 2017, 157, pp.55 - 72. Plus de détails...
  • Vincent Mons, Jean-Camille Chassaing, Pierre Sagaut. Optimal sensor placement for variational data assimilation of unsteady flows past a rotationally oscillating cylinder. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2017, 823, pp.230 - 277. Plus de détails...
  • Congshan Zhuo, Pierre Sagaut. Acoustic multipole sources for the regularized lattice Boltzmann method: Comparison with multiple-relaxation-time models in the inviscid limit. Physical Review E , American Physical Society (APS), 2017, 95 (6), pp.063301. Plus de détails...
  • M. Meldi, Pierre Sagaut. Turbulence in a box: quantification of large-scale resolution effects in isotropic turbulence free decay. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2017, 818, pp.697 - 715. Plus de détails...
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Dernières rencontres scientifiques

Soutenances de thèses

19 Mai 2017 - "Applicabilité de la réduction de modèles à la conception aérothermique collaborative des systèmes d'air secondaire des turbomachines" / Soutenance de thèse Pierre COSTINI
Doctorant Pierre COSTINI

Date de soutenance: Vendredi 19 Mai  à 14h00 dans l’amphithéâtre A ( ECM )

Résumé:
La conception de turboréacteurs nécessite la capacité de réaliser des calculs thermiques couplés instationnaires sur un moteur complet et l'intégralité d'une mission du moteur monté. Pour faire face à ce besoin quotidiennement en bureaux d'études, l'approche de conception actuelle emploie des modèles simplifiés de l'écoulement interne de refroidissement, basés en grande partie sur l'expérience accumulée au cours des programmes moteurs précédents. 
Les futurs concepts de moteurs, attendus comme plus en rupture avec les architectures actuelles, risquent par conséquent de sortir du domaine de validité de ces modèles simplifiés. Ceci crée un besoin pour des approches de modélisation alternatives afin de faire face à ces situations hors domaine d'expérience.\par 
 
Les méthodes actuelles de calcul haute fidélité impliquant des calculs de mécanique des fluides numérique sont suffisamment générales et précises pour être appliquées à ces problématiques. Néanmoins, ces approches souffrent toujours d'un temps de restitution inadapté pour traiter de longs calculs couplés transitoire sur une mission complète en bureaux d'études. Une réponse séduisante à cette contradiction serait la construction de modèles de remplacement moins coûteux à partir de l'exploitation en amont de ces modèles haute fidélité. Ces modèles de coût réduit pourraient ensuite être intégrés dans un modèle simplifié d'écoulement dans le système d'air secondaire. Cette solution est explorée dans cette thèse qui investigue son applicabilité pour la modélisation aérothermique d'ensemble. 
 
Dans le contexte industriel, les approches de réduction de modèles non intrusives sont favorisées. Elles se heurtent toutefois rapidement au "fléau de la dimensions" lorsque le nombre de paramètres d'entrée augmente, comme c'est le cas en pratique pour espérer les utiliser en bureaux d'études. Pour contourner cette difficulté, une approche basée sur l'application de la Décomposition Orthogonale en modes Propres pour réduire simultanément les dimensions des espaces d'entrée et de sortie est  proposée puis appliquée sur un cas simple de cavité aval de turbine basse pression fictive. Cette approche est rendue possible par le couplage des modèles de référence de l'écoulement et de la structure lors de la phase d'échantillonnage. A conditions limites d'entrée du fluide fixées, les modèles réduits construits à partir des premiers échantillons de couplage permettent une bonne approximation du modèle de référence jusqu'à la convergence. Des résultats encourageants sont obtenus à conditions limites variables, ouvrant la voie à une intégration de ces modèles réduits dans des modèles d'ensemble.
 
Mots clés : turboréacteur, système d'air secondaire, réduction de modèle, modèle de remplacement, écoulement, Kriging, ANOVA, décomposition orthogonale en modes propres, couplage, thermique d'ensemble, réseau fluide

Jury:

M. Pierre SAGAUT Université Aix-Marseille Directeur de these
Mme Maria Vittoria SALVETTI Università di Pisa Rapporteur
M. Angelo IOLLO Université de Bordeaux et Inria Bordeaux Sud-Ouest Rapporteur
M. Eric SERRE Université Aix-Marseille, CNRS Examinateur
M. Sébastien DA VEIGA Safran Tech Examinateur
M. Jean-Christophe JOUHAUD CERFACS Examinateur
M. Michel BERGMANN INRIA Examinateur
M. Thomas FEDERICI Safran Tech Invité
16 novembre 2016 - "Modélisation et simulation numérique d’écoulements au voisinage de parois biologiques ciliées et de revêtements aéronautiques bioinspirés" / HDR Julien FAVIER
Soutenance HDR:  Julien FAVIER

Date de soutenance: Mercredi 16 novembre dans l’amphithéâtre ECM

Résumé:
Cette présentation synthétisera dix années de recherche en simulation numérique d’écoulements de fluides en interaction avec des structures à géométries complexes ou déformables. Ce travail comprend une composante méthodologique numérique forte, centrée sur les frontières immergées. Le premier domaine d’application concerne l’étude des écoulements biologiques, avec la nage de micro-organismes par propulsion ciliaire et le transport de fluide par cellules épithéliales ciliées dans le corps humain. L’autre secteur applicatif de ces recherches concerne l’amélioration de performances aérodynamiques, par le développement de concepts de contrôle d’écoulements biomimétiques, avec l’étude de revêtements aéronautiques inspirés de plumage ou de peaux d’animaux.


Le jury sera composé de :

Jean-Paul Bonnet (Rapporteur)
Alessandro Bottaro 
Pascal Chanez 
Bastien Chopard (Rapporteur)
Uwe Ehrenstein 
Franck Nicoud (Rapporteur)
Alfredo Pinelli 
Pierre Sagaut