Hybrid RANS/DVMS modeling for static and rotating obstacles
Modélisation hybride RANS/DVMS autour d'obstacles statique et tournants
Résumé
We examine hybrid RANS-LES modeling for the study of flows around rotating machines
like helicopters and drones. Using a fine-mesh, the simulations should provide
accurate estimates concerning the noise emission. Each of these flows can involve mean and high Reynolds turbulent regions with detached eddies and with thin laminar and turbulent boundary layers. A hybrid model, like DDES, is then mandatory, with possibly an improved resolution of LES regions, which are mainly turbulent wakes.
It is then interesting to apply in these regions a more sophisticated LES model than the LES part of DDES.
In our study, we use the dynamic variational multiscale model (DVMS). In the other regions, a DDES or simply a RANS modeling is applied. In both cases a two-equation closure is chosen. After a discussion of the modeling ingredients, we shall present a comparison of the RANS, LES, and hybrid models for two series of flows. Although computed by many researchers, flows around cylinders remain difficult to predict. The comparison will continue with a flow around a cross shaped mixing device rotating inside a cylinder.
Nous examinons la modélisation hybride RANS-LES pour l’étude des écoulements autour des machines tournantes comme les hélicoptères et les drones. En utilisant un maillage fin, les simulations devraient fournir des estimations précises concernant l’émission de bruit. Chacun de ces écoulements peut impliquer des régions turbulentes moyennes et hautes de Reynolds avec des tourbillons détachés et avec de fines couches limites laminaires et turbulentes.Un modèle hybride, comme le DDES, est alors obligatoire, avec éventuellement une résolution améliorée des régions
LES, qui sont principalement des sillages turbulents. Il est alors intéressant d’appliquer dans ces régions un modèle LES plus sophistiqué que la partie LES de DDES. Dans notre étude, nous utilisons le modèle multi-échelle variationnel dynamique (DVMS). Dans les autres régions, une modélisation DDES ou simplement une modélisation RANS est appliquée. Dans les deux cas, une fermeture à deux équations est choisie. Après une discussion des ingrédients de la modélisation, nous présenterons une comparaison des modèles RANS, LES et hybrides pour deux séries d’écoulements. Bien que calculés par de nombreux chercheurs, les écoulements autour des cylindres restent difficiles
à prévoir. La comparaison se poursuivra avec un écoulement autour d’un mélangeur en forme de croix tournant à l’intérieur d’un cylindre. Ce rapport est une version plus longue de [23]. Ce travail a été soutenu par le projet ANR NORMA dans le cadre de la subvention ANR-19-CE40-0020-01.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
