Comparaison de la qualité des simulations d'écoulements visqueux turbulents sur différents maillages d'hexaèdres

Les travaux de ce mémoire traitent de la génération des maillages et des solutions numériques Reynold-Average Navier-Stokes (RANS) pour des écoulements visqueux turbulents dans des composantes de turbines hydrauliques. Nous allons nous attarder sur la technique de génération de maillage qui génère des maillages appellé des Maillages Cartésiens avec Couches structurées à la Paroi (MCCP). Ces types de maillage sont composés principalement d'éléments hexaédriques. L'utilisation de cette technique pour obtenir des solutions RANS pour des composantes de turbines hydrauliques est peu répandue. La majorité des solutions RANS pour des écoulements dans des composantes de turbines hydrauliques sont obtenues aujourd'hui avec des Maillages Multi-Blocs Structurés (MMBS). Les travaux de ce mémoire vont nous permettre de savoir si des solutions RANS exactes peuvent être obtenues en utilisant des maillages MCCP. Nous allons utiliser une méthodologie pour évaluer la qualité des solutions RANS obtenues avec des maillages MCCP en les comparant aux solutions obtenues avec des maillages MMBS. Comme point de départ, nous avons choisi quatre cas pour tester cette technique de génération de maillage. Les choix des quatre cas ont été faits en fonction de données déjà disponibles tels des résultats expérimentaux et numériques. Les premiers trois cas tests sont similaires, avec certaines variations, au niveau des géométries d'entrée, de sorties et aux conditions imposées à l'entrée et à la sortie. Les solutions numériques pour les trois premiers cas sont très sensibles aux conditions limites imposées aux parois. Les conditions limites sont influencées par l'épaisseur et la qualité des couches visqueuses. Le quatrième cas est un cas plus complexe, qui possède écoulement principal et des écoulements secondaires. Cette géométrie plus réaliste va nous permettre de tester les algorithmes qui sont responsables de créer les couches visqueuses aux surfaces. Le premier aspect de ce mémoire traite des maillages générés avec les trois générateurs de maillage suivants : snappyHexMesh, Hexpress Hybrid et cfMesh. Pour les trois premiers cas, nous avons utilisé les trois générateurs. Pour le Cas 4, seulement deux générateurs ont été utilisés. On n'a pas utilisé le mailleur snappyHexMesh pour le Cas 4, car il fut incapable de générer des couches visqueuses de qualité. Pour chaque générateur, les maillages seront comparés entre eux pour ressortir les aspects importants de chaque mailleur. Certaines mesures de qualité seront calculées pour les maillages obtenus. Les mesures de qualité des maillages seront illustrées et comparées entre elles. Cette analyse nous permettra de mieux comprendre le fonctionnement des algorithmes pour les différents générateurs de maillage.