{"id":8785,"date":"2020-05-04T13:06:13","date_gmt":"2020-05-04T11:06:13","guid":{"rendered":"https:\/\/fondation-grenoble-inp.fr2020\/05\/04\/https-fondation-grenoble-inp-fr-accelerer-la-modelisation-de-la-turbulence\/"},"modified":"2023-07-24T15:06:07","modified_gmt":"2023-07-24T13:06:07","slug":"accelerer-la-modelisation-de-la-turbulence","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fondation-grenoble-inp.fr\/en\/accelerer-la-modelisation-de-la-turbulence\/","title":{"rendered":"Acc\u00e9l\u00e9rer la mod\u00e9lisation de la turbulence"},"content":{"rendered":"<h2>Guillaume Sahut, qui effectue dans le cadre des travaux de recherche de la Chaire Hydro&rsquo;like, un post-doctorat au LEGI* apr\u00e8s une th\u00e8se dans le m\u00eame laboratoire, contribue \u00e0 enrichir les logiciels utilis\u00e9s pour r\u00e9soudre les calculs de turbulence encore plus rapidement.<\/h2>\n<p>Essentielle aux activit\u00e9s humaines, la turbulence permet de d\u00e9gager les puissances n\u00e9cessaires pour faire voler les avions, faire rouler les voitures, fabriquer du verre, du ciment et la plupart des objets qui nous entourent&#8230; C\u2019est elle aussi qui d\u00e9termine l&rsquo;\u00e9volution de notre plan\u00e8te.<\/p>\n<blockquote><p>\u00ab La turbulence est un ph\u00e9nom\u00e8ne physique caract\u00e9ris\u00e9 par la pr\u00e9sence de tourbillons au sein d\u2019un fluide, liquide ou gazeux, explique <a href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/guillaumesahut\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Guillaume Sahut<\/a>, post-doctorant au LEGI dans le cadre de la <a href=\"https:\/\/fondation-grenoble-inp.fr\/en\/nos-actions\/contribuer-developpement-recherche\/chaire-hydrolike\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Chaire Hydro&rsquo;Like<\/a>, port\u00e9e par la Fondation Grenoble INP gr\u00e2ce au m\u00e9c\u00e9nat de <a href=\"https:\/\/www.ge.com\/renewableenergy\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">General Electric Renewable Energy<\/a>. Elle est naturellement pr\u00e9sente dans des \u00e9coulements complexes de fluides, par exemple dans un \u00e9coulement d\u2019air lorsque celui-ci rencontre les pales d\u2019une \u00e9olienne, ou dans un \u00e9coulement d\u2019eau au passage d\u2019une turbine hydraulique. D\u00e8s lors, comprendre la turbulence des fluides, liquides ou gazeux, ouvre des perspectives dans de nombreux domaines. \u00bb<\/p><\/blockquote>\n<p>Le comportement d\u2019un fluide est r\u00e9gi par l\u2019\u00e9quation de Navier-Stokes, dans laquelle la turbulence est intrins\u00e8quement contenue. La turbulence est un ph\u00e9nom\u00e8ne qui s\u2019\u00e9tend sur une gamme importante d\u2019\u00e9chelles spatiales. \u00ab Si l\u2019on veut simuler la turbulence de fa\u00e7on exacte, il faut donc augmenter la r\u00e9solution de notre calcul pour descendre jusqu\u2019aux plus petites \u00e9chelles spatiales de l\u2019\u00e9coulement. \u00bb Cette m\u00e9thode a pour avantage de d\u00e9crire le comportement d\u2019un fluide de fa\u00e7on tr\u00e8s pr\u00e9cise en faisant \u00e9voluer chaque portion dans l\u2019espace et le temps, mais a pour inconv\u00e9nient d\u2019\u00eatre extr\u00eamement gourmand en temps et en puissance de calcul. Au final, cet outil est inutilisable dans un contexte industriel o\u00f9 des s\u00e9ries de simulations doivent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es chaque jour lors de la phase de conception d\u2019une turbine par exemple.<\/p>\n<h3>Gagner du temps dans les simulations<\/h3>\n<p>Pour r\u00e9duire les temps de calculs, la turbulence aux plus petites \u00e9chelles spatiales peut \u00eatre d\u00e9crite de mani\u00e8re universelle par un mod\u00e8le simple : les tourbillons sont toujours simul\u00e9s aux grandes \u00e9chelles accessibles par le calcul, et les plus petits sont mod\u00e9lis\u00e9s. M\u00eame si cela diminue grandement la dur\u00e9e du calcul tout en conservant une pr\u00e9cision tr\u00e8s satisfaisante, cette approche dite de \u00ab\u00a0Simulation aux grandes \u00e9chelles\u00a0\u00bb (SGE) n\u2019est pas suffisante pour \u00eatre utilis\u00e9e en routine dans l\u2019industrie.<\/p>\n<blockquote><p>\u00ab Il est possible d\u2019acc\u00e9l\u00e9rer la simulation en consid\u00e9rant la vitesse moyenne du fluide en un m\u00eame point sur tout l\u2019intervalle de temps de la simulation, c\u2019est-\u00e0-dire une moyenne temporelle de la vitesse en ce point, explique Guillaume Sahut. Cette m\u00e9thode est appel\u00e9e moyenne de Reynolds (RANS, en anglais). \u00bb La dur\u00e9e de la simulation est alors encore diminu\u00e9e et l\u2019outil devient int\u00e9ressant pour une utilisation quotidienne dans un contexte industriel.<\/p><\/blockquote>\n<p>L\u2019objet du post-doctorat de Guillaume Sahut est justement d\u2019int\u00e9grer cette m\u00e9thode dans un code de calcul existant : le logiciel YALES2.<\/p>\n<blockquote><p>\u00ab Il s\u2019agit de d\u00e9velopper une m\u00e9thode RANS au sein du logiciel YALES2 afin d\u2019obtenir des r\u00e9sultats de simulation plus rapidement, avec une pr\u00e9cision avoisinant celle des m\u00e9thodes de simulations aux grandes \u00e9chelles pour une utilisation quotidienne, indique le chercheur. Le fait d\u2019avoir les deux m\u00e9thodes dans le m\u00eame outil peut en outre \u00eatre utile pour faire des comparaisons. \u00bb<\/p><\/blockquote>\n<p>Au sein de l\u2019\u00e9quipe MoST (Mod\u00e9lisation et Simulation de la Turbulence) du LEGI, ce logiciel est notamment utilis\u00e9 pour r\u00e9aliser des simulations de turbines et d\u2019\u00e9oliennes par m\u00e9thode SGE. Largement r\u00e9pandu dans les milieux acad\u00e9miques, ce code est \u00e9galement tr\u00e8s utilis\u00e9 dans l\u2019industrie (General Electric, SAFRAN, Ariane Group&#8230;). La m\u00e9thode \u00e9tant d\u00e9sormais en cours d\u2019impl\u00e9mentation dans le logiciel YALES2, son apport en termes de fiabilit\u00e9 et de gain de temps devra \u00eatre valid\u00e9e sur un certain nombre de cas tests dont la solution est connue.<\/p>\n<p>A suivre&#8230;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>*LEGI : <a href=\"http:\/\/www.legi.grenoble-inp.fr\/web\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Laboratoire des \u00c9coulements G\u00e9ophysiques et Industriels<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Guillaume Sahut, qui effectue dans le cadre des travaux de recherche de la Chaire Hydro&rsquo;like, un post-doctorat au LEGI* apr\u00e8s une th\u00e8se dans le m\u00eame laboratoire, contribue \u00e0 enrichir les logiciels utilis\u00e9s pour r\u00e9soudre les calculs de turbulence encore plus rapidement. 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