Development of hp-adaptive techniques based on discontinuous Galerkin methods with application to aeronautical configurations ; Développement de techniques d'adaptation hp basées sur les méthodes de Galerkine discontinues avec application à des configurations aéronautiques
Titel:
Development of hp-adaptive techniques based on discontinuous Galerkin methods with application to aeronautical configurations ; Développement de techniques d'adaptation hp basées sur les méthodes de Galerkine discontinues avec application à des configurations aéronautiques
Anmerkungen:
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Beschreibung:
Dans cette thèse, de nouvelles stratégies adaptatives h et hp pour la formulation Galerkine discontinue des équations de Navier Stokes compressibles sont établies dans le cadre du projet collaboratif européen CODA (CFD ONERA DLR Airbus). Les nouvelles stratégies adaptatives visent la simulation de configurations laminaires stationnaires (Navier-Stokes ou NS), turbulentes moyennées (Reynolds-averaged Navier-Stokes ou RANS) et turbulentes avec résolution des grandes échelles (Zonal Detached Eddy Simulation ou ZDES). Une méthode de remaillage non structurée basée sur un champ de métrique a été développée en ce sens. La définition du champ de tailles caractéristiques des éléments (h) et de la distribution des degrés polynomiaux (p) est pilotée par un estimateur d’erreur a posteriori. Ce dernier combine la mesure de l’énergie associée aux modes d’ordre supérieur et les sauts entre les éléments. Le choix du raffinement en h ou en p est guidé par un indicateur de régularité basé sur la décroissance des modes polynomiaux dans chaque élément. La performance des algorithmes adaptatifs h et hp est premièrement évaluée pour des écoulements laminaires en 2D et 3D. Un gain de précision significatif des simulations adaptatives par rapport aux simulations uniformément raffinées est ainsi obtenu. La stratégie adaptative hp est ensuite étendue pour la prise en compte de couches limites, nécessitant des éléments anisotropes, afin de satisfaire les besoins de résolution des modélisations RANS et ZDES. En particulier, les prismes situés dans les couches limites sont enrichis en p, alors que les tétraèdres de la région extérieure sont à la fois soumis à un enrichissement en p et à un raffinement en h. Puis, l’algorithme adaptatif hp est étendu aux écoulements instationnaires et appliqué au jet turbulent 3D d’une tuyère, via une modélisation ZDES. Les simulations sont validées par des comparaisons avec les expériences et les résultats numériques de la littérature. Les simulations ZDES instationnaires permettent l’analyse ...