Méthodes Lattice-Boltzmann pour l'aérodynamique et l'aéroacoustique
Cette formation permet d’acquérir une bonne compréhension des méthodes de Boltzmann sur réseau (LBM) pour la simulation numérique en mécanique des fluides. En particulier, les possibilités de cette approche seront discutées pour la simulation en aérodynamique et en aéroacoustique pour des applications industrielles (avions, machines tournantes).
Le stage dure 3 jours (18 heures) et comporte :
- 6h de cours théoriques, illustrés avec des exemples
- 8h d’exercices pratiques
- 4h de tables rondes et synthèses
Le stage vise à donner une formation de bon niveau théorique et pratique des méthodes de Boltzmann sur réseau, pour des ingénieurs ou des chercheurs souhaitant mettre en œuvre ou conduire des projets de R&D ayant pour cadre les méthodes LBM.
Les principaux modèles et méthodes intervenant dans l’élaboration d’un code de calcul LBM sont présentés, ainsi que les étapes de construction de ces méthodes numériques (opérateurs de collision, schémas cinétiques).
L’objectif est d’acquérir ou de compléter des connaissances des capacités de l’approche LBM pour des applications industrielles (notamment en complément d’une approche Navier-Stokes).
Niveau du stage : Base/Perfectionnement
Le stage s’adresse à des ingénieurs ou chercheurs possédant des connaissances de base en mécanique des fluides et en méthodes numériques (niveau Master ou école d’ingénieurs).
Les parties théoriques développées dans ce stage peuvent être trouvées dans les ouvrages suivants :
- T. Kruger et al. The Lattice Boltzmann Method, principles and practice, Springer (2017)
- Z. Guo and C. Shu. Lattice-Boltzmann Method and its application in engineering, Advances in CFD (2013)
Nicolas GOURDAIN :
Enseignant-chercheur au Département d’Aérodynamique, Énergétique et Propulsion, ISAE-SUPAERO
Michaël BAUERHEIM :
Enseignant-chercheur au Département d’Aérodynamique, Énergétique et Propulsion, ISAE-SUPAERO
- Comparaison des approches Lattice-Boltzmann et Navier-Stokes pour la simulation numérique en mécanique des fluides
- Aspects fondamentaux des méthodes de résolution numérique pour la LBM
- Rappel sur la théorie cinétique des gaz
- Modèles de collision et schémas cinétiques
- Discrétisations des équations de Boltzmann
- Modélisation de la turbulence (RANS, LES)
- Traitement des parois et des conditions aux limites
- Mise en œuvre des méthodes et applications
- Construction d’un code (mise en œuvre des schémas cinétiques et des modèles de collision)
- Application avec un code recherche pour des cas simples
- Application avec un code industriel pour des cas d'applications (avion, machine tournante)
- Perspectives pour aller plus loin (méthodes pour la prise en compte des effets de compressibilité, interactions fluide-structure)
Une séance de définition des attentes sera organisée au début du stage ainsi qu’une séance de synthèse à la fin du stage pour discuter différents aspects de la mise en œuvre des méthodes LBM.
à TOULOUSE : du 8 au 10 février 2021
