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Contrôle optimal par simulation aux grandes échelles d'un écoulement turbulent

Résumé : Deux stratégies de contrôle ont été successivement mises en oeuvre pour réduire la traînée et l'énergie cinétique turbulente d'un canal plan en régime turbulent (Re[tau]=180) par soufflage/aspiration aux parois. L'objectif principal était de prouver qu'une simulation aux grandes échelles (LES) pouvait être utilisée de manière pertinente comme modèle réduit des équations de Navier-Stokes et ainsi diminuer fortement les coûts numériques. Une approche heuristique dite de contrôle par opposition a d'abord été employée. Les résultats montrent que l'efficacité énergétique est maximale pour une position du plan de détection différente de celle qui correspond au maximum de réduction de traînée. Par ailleurs, nos résultats confirment que la réduction de traînée diminue avec l'augmentation du nombre de Reynolds. Par la suite, une procédure de contrôle optimal a été utilisée en considérant différentes fonctionnelles objectif (traînée, énergie cinétique au temps terminal, énergie cinétique moyen). Pour Re[tau]=100, le contrôle est parvenu à relaminariser complètement l'écoulement (réduction de traînée de l'ordre de 50 %) en prenant comme fonctionnelle coût l'énergie cinétique au temps terminal. Pour cette même fonctionnelle coût, une réduction importante de traînée de l'ordre de 55 % est encore obtenue à Re[tau] =180 mais sans atteindre la relaminarisation. Nos résultats confirment que pour minimiser la traînée de l'écoulement, il est plus efficace de considérer comme objectif l'énergie cinétique que directement la traînée. Enfin, il est essentiel pour la convergence de la minimisation que le système optimal soit résolu sur un horizon temporel suffisamment long
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Theses
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01753040
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 2:05:22 PM
Last modification on : Tuesday, April 10, 2018 - 1:27:16 AM

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2008_EL_SHRIF_A.pdf
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  • HAL Id : tel-01753040, version 1

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Ali El Shrif. Contrôle optimal par simulation aux grandes échelles d'un écoulement turbulent. Autre. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2008. Français. ⟨NNT : 2008INPL035N⟩. ⟨tel-01753040⟩

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