Abstract FR:

Dans ce mémoire, nous avons testé les performances et évalué la capacité des modèles classiques de turbulence pour prédire les écoulements turbulents à masse volumique constante et variable soit par mélange de gaz de masses molaires différentes soit par dégagement de chaleur (combustion). Ainsi, les modèles k-epsilon et ASM formulés en moyenne de Favre (moyenne pondérée par la masse) sont mis en oeuvre et implantés dans un code de combustion turbulente. 3 types d'écoulement ont été choisis pour la validation de ces 2 modèles. Les résultats du calcul de l'écoulement d'air isotherme derrière la marche descendante de Kim (1978) montrent d'une part que le modèle ASM améliore le calcul des niveaux d'énergie cinétique de turbulence et d'autre part que seule une modification de l'équation de l'énergie cinétique serait susceptible d'améliorer la position du point de récollement prédite par les 2 modèles k-epsilon et ASM. Concernant les effets de variation de masse volumique en situation isotherme les calculs ont été menés par le modèle k-epsilon pour 2 jets. Le premier est léger et le second est lourd par rapport à l'écoulement d'air extérieur. Les résultats du champ dynamique (moyenne et fluctuations) sont satisfaisants. Les fluctuations du scalaire inerte sont correctement prédites dans le cas du jet léger et moins bien prédites pour le jet lourd. Dans la 3ème partie nous avons calculé la flamme de diffusion de Takagi et al (1981). Les tensions de Reynolds sont surestimées par le modèle k-epsilon. L'amélioration apportée par le modèle ASM est significative. Nous avons établi que: 1) le modèle ASM prédit l'effet d'anisotropie du à la combustion et; 2) aucun des deux modèles ne permet de reproduire l'effet de relaminarisation ni celui de l'expansion des échelles intégrales de turbulence due au dégagement de chaleur