Application de l'approximation polytropique à la Simulation Numérique Directe de gaz chauds

Saı̈d Benjeddou; Claude Rey; Eric Serre

doi:10.1016/j.crme.2003.09.006

Application de l'approximation polytropique à la Simulation Numérique Directe de gaz chauds
[Application of the polytropique approximation to Direct Numerical Simulation of heated gases]

Presented by: Michel Combernous

Saı̈d Benjeddou ¹; Claude Rey ¹ ; Eric Serre ¹

¹ Laboratoire de modélisation et simulation numérique en mécanique (LMSNM-L3M) FRE n° 2405 du CNRS, Technopôle de Château Gombert, IMT La Jetée, 38, rue F. Joliot-Curie, 13451 Marseille cedex 20, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 4, pp. 271-277.

Abstract
Résumé

As alternative to the usual assumptions of Boussinesq, we propose, for heated gases, a new approximation called polytropic approximation. With this approximation the quantities of corresponding state are related by a polytropic law of exponent χ of which we neglect the variability in space-time derivations in the equations governing the flow considered. As application, we used this new proposition to solve numerically a heated gas flow in an annular cavity of rotor-stator type. We expose here the numerical method and some results of the polytropic approximation with comparison to results of Boussinesq approximations.

En alternative aux hypothèses habituelles de Boussinesq, nous proposons ici, pour les gaz non isothermes, une nouvelle approximation dite approximation polytropique. Dans cette approximation les grandeurs d'état sont liées par une loi polytropique d'exposant χ dont nous négligeons la variabilité dans les dérivations spatio-temporelles dans les équations régissant l'écoulement considéré. Comme application, nous avons utilisé cette nouvelle démarche pour résoudre numériquement un écoulement d'un gaz chauffé dans une cavité annulaire de type rotor-stator. Nous exposons ici la méthode numérique utilisée et quelques résultats de l'approximation polytropique ainsi qu'une comparaison avec des résultats de l'approximation de Boussinesq.

Received: 2003-08-24
Accepted: 2003-09-04
Published online: 2004-02-03

DOI: 10.1016/j.crme.2003.09.006

Mots-clés : Mécanique des fluides, Gaz chauffés, Effets de compressibilité, Approximations de Boussinesq, Transformation Polytropique, Simulation Numérique Directe (DNS)
Keywords: Fluid Mechanics, Heated gases, Compressibility effects, Boussinesq approximations, Polytropic transformation, Direct Numerical Simulation (DNS)

Author's affiliations:

Saı̈d Benjeddou ¹; Claude Rey ¹; Eric Serre ¹

¹ Laboratoire de modélisation et simulation numérique en mécanique (LMSNM-L3M) FRE n° 2405 du CNRS, Technopôle de Château Gombert, IMT La Jetée, 38, rue F. Joliot-Curie, 13451 Marseille cedex 20, France

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Saı̈d Benjeddou; Claude Rey; Eric Serre. Application de l'approximation polytropique à la Simulation Numérique Directe de gaz chauds. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 4, pp. 271-277. doi : 10.1016/j.crme.2003.09.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2003.09.006/

References
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