High Reynolds number K - epsilon model of turbulent pipe flows with standard wall laws: first quantitative results

Résumé : On s'intéresse à l'application du modèle K − epsilon à haut nombre de Reynolds à des écoulements turbulents en tuyau. Le modèle K − ayant été conçu à l'origine pour des écoulements peu ou pas confinés, la question de sa validité pour un tel écoulement confiné se pose. On utilise pour conditions limites des « lois de paroi » du type (1). Le tuyau étant supposé long et le régime établi, les champs moyens, vitesse axiale U , énergie cinétique turbulente K et dissipation , ne dépendent que du rayon cylindrique r. Un système d'équations différentielles ordinaires (7-9) est obtenu, dans lequel le gradient de pression moyen G est aussi une inconnue. Ce système est discrétisé par méthode spectrale et collocation. Le système non linéaire obtenu est résolu par la méthode de Newton-Raphson. Les calculs ont été effectués pour un nombre de Reynolds Re défini en (2) variant de 2200 à 23200. Les résultats sont physiquement corrects, par exemple, les coefficients de frottement sont proches de la loi de Blasius. Ces résultats pourraient être utilisés pour valider des codes « industriels ». Des comportements asymptotiques sont mis en évidence quand Re → ∞. Une amélioration du modèle est finalement proposée, pour mieux décrire les écoulements à nombre de Reynolds intermédiaire, 2000 Re 20000.
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Communication dans un congrès
Association française de mécanique; Alain Combescure; Michel Lance. 22ème Congrès français de mécanique 2015, Aug 2015, Lyon, France. en libre accès sur http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/56915, 2015
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Soumis le : lundi 30 janvier 2017 - 14:47:31
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:27:33

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M. Gisselbrecht, Emmanuel Plaut. High Reynolds number K - epsilon model of turbulent pipe flows with standard wall laws: first quantitative results. Association française de mécanique; Alain Combescure; Michel Lance. 22ème Congrès français de mécanique 2015, Aug 2015, Lyon, France. en libre accès sur http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/56915, 2015. 〈hal-01449466〉

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