Introduction aux écoulements turbulents

Objectifs

- Présentation des méthodes classiques de traitement et de résolution des écoulements turbulents

- Introduction du concept de viscosité turbulente ainsi que les hypothèses et limitations qui y sont associées

- Application aux cas d'écoulements turbulents canoniques (jet, couche limite ...)

- Introduction phénoménologique de la statistique des champs turbulents (statistiques multi point - temps) et aux aspects de dispersion et mélange par les écoulements turbulents

- Ouverture sur les différentes stratégies de simulation numérique des écoulements turbulents.

Description

- 9 cours
- 6 TD
- 2 TP machine
- 2 TP expérimental 

- 1 exam

Cours d'introduction aux écoulement turbulent 

1- Introduction

2- Rappel de statistique et dérivation des équations de Reynolds

3- Ecoulements librement cisaillés (jets, sillages, couche de mélanges)

4- Ecoulements de parois (couches limites, conduites)

5- Mélange turbulent et convection naturelle

6- Structure de la turbulence

Compétences visées

- Estimation des échelles caractéristiques d'un écoulement turbulent

- Compréhension des modèles de viscosité turbulente

- Compréhension des notions de séparation d'échelles

- Compréhension des notions d'autosimilarité

Bibliographie

[1] H. Tennekes et J. L. Lumley : A First Course in Turbulence. MIT Press, 1972.

[2] É. Guyon, J.-P. Hulin et L. Petit : Hydrodynamique physique. EDP Sciences, 3e édition édition, 2012.

[3] P. Chassaing : Turbulence en mécanique des fluides. Cépaudès-éditions, Collection POLYTECH, 2000.

[4] S. B. Pope : Turbulent Flows. Cambridge University Press, 2000.

[5] P. Davidson : Turbulence : An Introduction for Scientists and Engineers. OUP Oxford, 2004.

[6] J. Mathieu et J. Scott : An Introduction to Turbulent Flow. Cambridge, 2000.

Pré-requis nécessaires

 - Base de mécanique des milieux continu et de mécanique des fluides (notion de contraintes, équations de Navier-Stokes)

- Notions de statistique et de traitement du signal (moment, corrélation, spectre, fonction de distribution)

Session 1 ou session unique - Contrôle des connaissances