n° 1474 Conférence d'ouverture : Computing Supersonic Jet Noise

Joern Sesterhenn
Institut für Mathematik und Rechneranwendung
To appear
communication programmée pour mercredi après midi 13H40 salle G

n° 1285 Overset grid techniques for the simulation of supersonic jet noise

Joern Sesterhenn Jan Schulze
Institut für Mathematik und Rechneranwendung
In the present research project the method of overset grid techniques is used to simulate a compressible supersonic jet and its emanated aeroacoustic noise field. The computational domain includes the geometry of the jet nozzle, simulated on curvilinear grids, which are embedded in a cartesian grid. On all grids the Navier-Stokes equations are solved based on high order compact finite difference schemes. We will present simulation results for an overexpanded jet at low Reynolds numbers.
communication programmée pour mercredi après midi 14H20 salle G

n° 604 Sound emission from a 2-D thick turbulent boundary layer flow past an elongated cavity

Thangasivam Gandhi Christophe Airiau Azeddine Kourta Thierry Poinsot
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
Aeroacoustics generated by a thick turbulent boundary layer in a cavity flow is studied. The thick boundary layer produces strong shear in the cavity and at the downstream of the cavity, it modifies the flow dynamics and the distribution of the sound sources. The analysis of aeroacoustics, using Curle's acoustic analogy model allows the characteristics of sound propagation
communication programmée pour mercredi après midi 14H40 salle G

n° 682 Large-eddy simulation of turbulent compressible coaxial jets

Guillaume Daviller Pierre Comte Peter Jordan
Laboratoire d'Etudes Aérodynamiques
Heated and unheated coaxial jets are computed for a range of realistic physical parameters. The motivation is the investigation of the physical mechanisms responsible of the sound generation and the temperature effects. Comparison of the LES flow characteristics, the aerodynamic forces and the noise radiated are reported.
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n° 926 Couplage de méthodes hybrides acoustiques pour la prévision du bruit de jet par Simulation des Grandes Echelles

Guillaume Bodard Christophe Bailly
SNECMA
Une méthode hybride de prévision de bruit de jet à partir d’une Simulation des Grandes Echelles est développée et appliquée à deux jets subsoniques. Elle couple la méthode d’extrapolation des ondes acoustiques de Ffowcs-Williams & Hawkings pour les basses fréquences et le modèle du bruit de la turbulence fine de Tam & Auriault au-delà. Les champs aérodynamiques sont en accord avec les expériences, malgré une surestimation du mélange entraînant une légère surévaluation des niveaux acoustiques.
communication programmée pour mercredi après midi 15H40 salle G

n° 1065 LES of different flow states around a cylinder plate configuration and corresponding aeroacoustic effects

Michael Kornhaas Michael Winkler Dörte Sternel Klaus Becker Michael Schäfer
Chair of Numerical Methods in Mechanical Engineering
A LES of the flow around a cylinder plate configuration as well as experimental data of the corresponding sound pressure spectrum are presented. Depending on the distance between plate and cylinder an intensive tonal noise can be observed. Three different states can be distinguished. For small distances the tonal noise is not present. For a certain distance the tonal noise occurs sporadically and for bigger distances the tonal noise is permanently present.
communication programmée pour mercredi après midi 16H00 salle G

n° 1023 Applications of a high-order algorithm for LES and CAA in complex geometries

Frédéric Daude Julien Berland Philippe Lafon Fabien Crouzet Christophe Bailly
LaMSID - UMR EDF/CNRS 2832
In confined flows, non-linear interactions between acoustics and aerodynamics produce high pressure levels. To tackle these couplings, a numerical tool is developed: Code_Safari. It is based on optimized high-order finite-difference schemes in conjunction with optimized filters on a multi-domain approach. A shock-capturing filter is also applied. Code_Safari is validated on classical test problems and used for realistic applications (ducted cavity, sudden enlargement, rod-airfoil interaction).
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n° 1224 Direct acoustic computations of cold and heated jets

Marie Cabana Véronique Fortuné Yves Gervais
Laboratoire d'Etudes Aérodynamiques
Round jets having a Mach number of 0.9 and a Reynolds number of 1700 are computed by direct numerical simulations using a characteristic-type formulation and high-order compact finite differences. Two simulations are carried out where the ratio of inflow to ambient temperature is equal to 1 (isothermal jet) and to 2 (anisothermal one) respectively. The influence of the jet temperature on the main features of the flow and its associated sound field is investigated.
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n° 555 Noise Sources in Heated Coaxial Jets

Seong Ryong Koh Wolfgang Schröder Matthias Meinke
Institute of Aerodynamics RWTH Aachen University
Recently, based on the most novel investigations a jet noise mechanism is proposed to have similarity spectra for the two components of turbulent mixing. The principal result of this theory on hot jets motivates the present numerical analysis about acoustic sources. Using the terms of acoustic perturbation equations the noise source inside hot coaxial jets is analyzed. The findings will evidence the acoustic radiation to be intensified by the pronounced temperature gradient.
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n° 76 Développement d une méthode de filtrage adaptatif et conservatif pour la capture de choc

Nicolas de Cacqueray Christophe Bogey Christophe Bailly
LMFA, UMR CNRS 5509
Les chocs sont mal résolus numériquement car leur épaisseur est de l’ordre de grandeur du libre parcours moyen. Ils génèrent alors des oscillations de Gibbs pouvant déstabiliser le calcul. Une procédure de capture de choc a été développée et validée sur des cas tests non-linéaires. Elle est basée sur un filtrage conservatif qui s’applique uniquement au voisinage du choc pour dissiper les oscillations de Gibbs sans pour autant dégrader la résolution de la turbulence et du champs acoustique.
communication programmée pour jeudi matin 10H00 salle G

n° 274 Développement de schémas d'interpolation décentrés stables pour le calcul multidomaine en aéroacoustique.

Damien Desvigne Olivier Marsden Christophe Bogey Christophe Bailly
LMFA UMR CNRS 5509
Un algorithme d'interpolation décentrée optimisée d'ordre élevé avec contrôle de l'amplification a été développé afin d'assurer la communication entre differents maillages lorsque les contraintes géométriques ne permettent pas l'usage d'interpolations centrées. Sa stabilité a été démontrée théoriquement et validée numériquement sur des cas-tests de convection. La méthode a été implémentée dans un solveur Navier-Stokes 3D. Les résultats obtenus pour une cavité circulaire bafflée sont discutés.
communication programmée pour jeudi matin 10H20 salle G

n° 286 Techniques de recouvrement de maillages pour le calcul direct en aéroacoustique

Jérèmie Chicheportiche Xavier Gloerfelt
SINUMEF
La mise en œuvre d'un calcul direct en aéroacoustique se révèle difficile lorsque la configuration est complexe. Une solution est de décomposer le domaine de calcul en plusieurs, de topologie plus simple, se recouvrant et communiquant grâce à des interpolations : c'est une technique de recouvrement de maillages. L'ordre et la méthode de ces interpolations seront l'objet de cette étude.
communication programmée pour jeudi matin 10H40 salle G

n° 1156 Conférence d'ouverture : Scalar fields sub-grid scale energy in Large-Eddy Simulation of turbulent flames: Mesh quality criterion

Luc Vervisch Pascale Domingo Guido Lodato Denis Veynante
INSA de Rouen & CNRS CORIA
Instantaneous, space-filtered and statistically time-averaged signals feature different characteristic length scales, which can be combined in dimensionless ratios. From a manufactured turbulent flame solution, a mesh quality criterion based on these ratios is discussed for reactive scalar LES.
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n° 1031 Use of direct and large eddy simulations for the development of multicomponent reacting compressible turbulent boundary layer wall model

Olivier Cabrit Franck Nicoud
CERFACS / Université Montpellier 2
A study of multicomponent reacting channel flows with significant heat transfer and low Mach number has been performed using a set of direct and large eddy simulations. The use of LES computations was needed to analyze accurate and relevant data of such flows at a sufficient Reynolds number and reasonable computational cost. The analysis of these data will be detailed leading to the development of an analytical wall model for predicting the total shear stress and heat flux at the wall.
communication programmée pour jeudi matin 12H00 salle G

n° 668 A Finite-Volume Formulation for Fully Compressible Premixed Combustion using the Level Set Approach

Daniel Hartmann Matthias Meinke Wolfgang Schröder
Institute of Aerodynamics, RWTH Aachen University
The level set approach is used for fully compressible simulations of premixed combustion. The motivation of the present work is to numerically simulate thermo-acoustic combustion instabilities. These instabilities are excited by the interaction of heat release and pressure fluctuations, which can numerically only be accurately accounted for in fully compressible simulations. A major challenge is the discretization and the inclusion of the heat release due to combustion at the flame front. To this end, a finite-volume formulation, which uses the ideas of the ghost-fluid method [Fedkiw et al. J. Comp. Phys. 154, 393-427 (1999)], is developed based on a low-dissipation scheme which has been successfully used for large-eddy simulations of non-reacting flows.
communication programmée pour jeudi matin 12H20 salle G

n° 1160 Effects of inlet/outlet boundary conditions on acoustic behaviour of a swirled burner

Camilo Silva Ammar Lamraoui Matthieu Leyko Thierry Schuller Franck Nicoud
CERFACS
Self-excited acoustic oscillations on an experimental swirled burner are studied both numerically and experimentally. Inlet acoustic impedance is measured experimentally and the sensibility of cavity acoustic mode frequencies to the inlet and outlet boundary conditions is investigated numerically by the use of an Helmholtz solver. Strong effect of the inlet impedance is observed on the frequencies of the acoustic cavity modes, and have to be taken into account for futures compressible LES.
communication programmée pour jeudi matin 12H40 salle G

n° 1082 Conférence d'ouverture : Statistical Evaluation of the Shock Wave Boundary Layer Interaction Phenomenon

Muhammad Farrukh Shahab Guillaume Lehnasch Thomas Gatski Pierre Comte Afaque Shams
Laboratoire d'Etude Aérodynamiques
Turbulent velocity and thermal correlations from direct numerical simulation data of a spatially growing compressible turbulent boundary layer interacting with an impinging shock are discussed. The cross-stream variation of the velocity second-moments and the thermal fluxes one boundary layer thickness upstream of the shock impingement point are discussed. Other correlations are examined to further statistically quantify the effect of the oblique shock-turbulence interaction.
communication programmée pour jeudi après midi 14H00 salle G

n° 1059 Detached Eddy Simulation of Restricted Shock Separated flow in a Thrust Optimized Contoured nozzle

Afaque Shams Stève Girard Pierre Comte
Laboratoire d'Etudes Aérodynamiques
Detached Eddy Simulation of restricted shock separated (RSS) flow has been performed to understand the physics of complex cap-shock pattern, which is the key cause of separated flow transition in the rocket nozzles. High-order shock-capturing numerical schemes are necessary to understand this complex flow. Hence a fifth order monotonicity preserving weighted essentially non-oscillatory (MPWENO) scheme is used here for good numerical resolution.
communication programmée pour jeudi après midi 14H40 salle G

n° 1073 Three-dimensional separation in shock/boundary layer interaction

Lionel Agostini Lionel Larchevêque Pierre Dupont Jean-Paul Dussauge
IUSTI, UMR CNRS 6595, Université Aix-Marseille I
A Large-eddy simulation of a shock impinging on a turbulent boundary layer is carried out and demonstrates good agreement with the experiments. A special emphasis is put on the analysis of the three-dimensional modulation of the flow in order to clarify the origin of the mean vortices located in the separation region highlighted by the experiment
communication programmée pour jeudi après midi 15H00 salle G

n° 1077 A priori analysis of subgrid-scale models for shock wave / boundary layer interaction

Guillaume Lehnasch Farrukh Shahab Pierre Comte Tom Gatski
LEA, CNRS UMR6609, Ensma, Université de Poitiers
This study addresses the subgrid-scale modeling issue for large eddy simulation of shock wave / boundary layer interaction. By using a reference flow database, obtained by direct numerical simulation, a priori testing of the most prominent LES models is carried out. The various modelling and filtering approaches are discussed and compared, leading to suggest a priori the most appropriate closure strategy.
communication programmée pour jeudi après midi 15H20 salle G

n° 1246 LES of the turbulent compressible flow spatially developing in a plane channel

Christophe Brun Margareta Petrovan Boiarciuc Michael Manhart
LEGI
Large eddy simulation of the turbulent flow which spatially develops in a plane channel with a length of 88h will be presented for Re=4880 and M=0.7. The effect of realistic inflow conditions and low reflective outflow conditions will be analysed and discussed. Supersonic channel flow case and distorsion of the flow by mean of adverse pressure gradient will be further considered.
communication programmée pour jeudi après midi 16H00 salle G

n° 1463 Prédiction du tremblement transsonique autour d’une aile avec aileron par modélisation de la turbulence hybride et statistique

Guillaume Barbut Marianna Braza Alain Sevrain Yannick Hoarau Jan Vos
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
Dans la présente étude, l’écoulement turbulent autour d’une aile NACA0012 avec aileron à Mach 0.75 et nombre de Reynolds de l’ordre de 3 millions est prédit numériquement par la modélisation URANS et DDES. Les résultats sont comparés avec les mesures expérimentales réalisées à Varsovie par l’« Institue of Aviation », (IoA) dans la cadre du programme européen UFAST (Unsteady Effects in Shock wave induced separation). Les simulations 3D sont menées en respectant la géométrie exacte de la soufflerie avec ses murs. Les fréquences et amplitudes du phénomène de tremblement liées à l’interaction choc/couche limite sont captées par la simulation numérique. L’influence du mouvement imposé de l’aileron sur le tremblement est discutée.
communication programmée pour jeudi après midi 16H20 salle G

n° 1101 Conférence d'ouverture : LES of multiscale particle dynamics

Bernard Geurts
University of Twente
Many turbulent flows in the environment and in technology may be significantly altered when a large ensemble of embedded particles is included. Numerical simulation can provide important access to the dynamical processes in such ‘non-ideal’ turbulence. The gas-liquid flow in a vertical channel is investigated using 2-way and 4-way coupling. Attention will be given to the dynamics of small droplets in combination with effects due to evaporation and condensation.
communication programmée pour jeudi après midi 16H40 salle G

n° 75 Large-eddy simulations of round jets: effects of initial conditions on self-similarity region

Christophe Bogey Christophe Bailly
Ecole Centrale de Lyon
Round jets are computed using large-eddy simulations based on low-dissipation schemes to investigate the influence of initial conditions on their self-similarity regions. Three jets with the same initial parameters except for the diameters yielding Reynolds numbers of 11000, 3600 and 1800 are first considered, then two additional jets at Reynolds number 3600 but with modified initial shear-layer thickness and forcing are calculated. The properties of the mean and turbulent flows are compared.
communication programmée pour jeudi après midi 17H20 salle G

n° 574 Simulation des grandes échelles turbulentes d'un écoulement de canal avec modélisation stochastique de l'accélération

Rémi Zamansky Ivana Vinkovic Mikhael Gorokhovski
LMFA UMR 5509 CNRS Ecole Centrale de Lyon
La simulation des grandes échelles avec modélisation stochastique de l'accélération de sous-maille (LES-SSAM) a été introduite pour la simulation de la turbulence homogène (cf. Sabelnikov et al. 2007). Dans cette communication on introduit un nouveau modèle pour l'accélération de sous-maille pour les écoulements de canaux à grand nombres de Reynolds. La dérivation de ce nouveau modèle ainsi que les améliorations apportées aux simulations de type LES seront développés.
communication programmée pour jeudi après midi 17H40 salle G

n° 564 VMS-LES and hybrid models for flows past a circular cylinder at various Reynolds numbers

Hilde Ouvrard Bruno Koobus Stephen Wornom Simone Camarri Maria-Vittoria Salvetti
Institut de Mathématiques et de Modélisation de Montpellier
The quality of the predictions obtained in numerical simulations is investigated for the flow around a circular cylinder at different Reynolds numbers. This classical test case contains most of the difficulties also encountered in more complex industrial flows, viz. boundary-layer separation not imposed by geometry and an unsteady 3D wake. The variational multiscale large-eddy simulation approach and a hybrid RANS/LES model are used with a mixed finite-element/volume compressible flow solver.
communication programmée pour vendredi matin 9H30 salle G

n° 1311 Non zonal hybrid RANS/LES models

Roland Schiestel
IRPHE
We show how the concept of partially integrated transport modeling allows to transpose statistical models into subfilter models. It leads to nonzonal hybrid schemes with seamless coupling. They are dedicated to the simulation of turbulent flows on coarse grids, for turbulent flows with strong departure from equilibrium. Examples are given relative to various flows such as homogeneous turbulence, plane channel flow with injection or not, pulsed or not and the mixing of scales and confined jets.
communication programmée pour vendredi matin 9H50 salle G

n° 1274 T-PITM: a consistent formulation for seamless RANS/TLES coupling

Rémi Manceau Christophe Friess Atabak Fadai-Ghotbi Jacques Borée Thomas Gatski
LEA, Université de Poitiers/ENSMA/CNRS
In the frame of inhomogeneous turbulence, a consistent formalism to seamlessly bridge LES and RANS must be based on temporal filtering. Such an approach is presented, the temporal-PITM, based on a transport equations for the subfilter-scales. In order to obtain a balance resolved/modelled energy consistent with the cutoff frequency imposed by the local mesh refinement, a dynamical subfilter-scale model is used.
communication programmée pour vendredi matin 10H10 salle G

n° 787 Conférence d'ouverture : Analysis of 3D drag reduction devices thanks to large-edy simulation

Pierre Sagaut Yulia Peet
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
Reduction of turbulent skin friction is a major topic in aerodynamics. In the paper, we present new results dealing with increased potentiality for turbulent friction reduction using 3D microstructured surfaces.
communication programmée pour vendredi matin 10H50 salle G

n° 671 Effet de vent latéral sur un modèle simplifié de voiture par une méthode DES

Emmanuel Guilmineau Oussama Chickaoui GanBo Deng Michel Visonneau
Ecole Centrale de Nantes
Cette étude traite des effets de vent latéral sur un modèle simplifié de voiture, appelée le modèle de Willy. Ce modèle sans arête sur la partie avant et avec un culot droit est plus pratique pour l'analyse des séparations instationnaires qui sont limitées au coté sous le vent et au culot. Les simulations sont réalisées par une approche DES et les résultats sont comparées à des données expérimentales ainsi qu'à des résultats obtenus par une simulation RANSE.
communication programmée pour vendredi matin 11H30 salle G

n° 399 Turbulent flow around the Ahmed body: a French-German collaborative evaluation of LES

Eric Serre Matthieu Minguez Richard Pasquetti Emmanuel Guimineau Gan Bo Deng
M2P2 UMR 6181
The so-called Ahmed Body is a simplified car-shaped body which has been investigated experimentally at a Reynolds number of Re = 768,000. This flow configuration has become a test case in the ERCOFTAC/IAHR Workshops on Refined Flow Modelling. The present paper has emerged from a French-German collaboration on LES of Complex Flows. Beyond presenting the respective results, an achievement of the paper is the comparative assessment of the different approaches (LES, Hybrid LES/RANS) with an appreciation of the respective advantages and disadvantages of the various methods.
communication programmée pour vendredi matin 11H50 salle G

n° 593 High-order LES benchmarking in confined rotor-stator flows

Stéphane Viazzo Anthony Randriamampianina Sébastien Poncet Eric Serre
Laboratoire M2P2, UMR 6181 CNRS – Aix-Marseille Universités
Three Large Eddy Simulation codes have been recently developed in the M2P2 laboratory: a pseudo-spectral and a high order compact finite difference codes both associated with a mixed dynamic subgrid model and a pseudo-spectral one using a spectral vanishing viscosity approach. They have been favourably compared to velocity measurements in the case of turbulent rotor-stator flows at Reynolds number equal to 0.4 million.
communication programmée pour vendredi matin 12H10 salle G

n° 48 Numerical simulation of coherent structures in the atmospheric boundary layer above a forest canopy

Dominique Morvan Konstantin Gavrilov Gilbert Accary Dmitry Lyubimov Sofiane Méradji
Université de la Méditerranée
This study deals with 3D LES numerical simulation between the atmospheric boundary layer and a forest canopy. The computations were carried out, first above an homogeneous canopy, and the results were compared with experimental data from the literature. Then, the configuration was generalized to a discontinuous canopy, representing a fuel break or a clearing in a forest.
communication programmée pour vendredi matin 12H30 salle G