Free surface flows simulations in Pelton turbines using an hybrid SPH-ALE method - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Journal of Hydraulic Research Year : 2010

Free surface flows simulations in Pelton turbines using an hybrid SPH-ALE method

Simulation des écoulements à surface libre dans les turbines Pelton par une méthode hybride SPH-ALE

Abstract

An Arbitrary Lagrange Euler (ALE) description of fluid flows is used together with the meshless numerical method Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) to simulate free surface flows. The ALE description leads to an hybrid method that can be closely connected to the finite volume approach. It is then possible to adapt some common techniques like upwind schemes and preconditioning to remedy some of the well known drawbacks of SPH like stability and accuracy. An efficient boundary treatment based on a proper upwinding of fluid information at the boundary surface is settled. The resulting SPH-ALE numerical method is applied to simulate free surface flows encountered in Pelton turbines.
La méthode numérique sans maillage Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) est modifiée par l'adoption d'une description Arbitrary Lagrange Euler (ALE) des écoulements fluides, dans le but de simuler des écoulements à surface libre. Le formalisme ALE conduit à une méthode numérique hybride s'apparentant sur de nombreux points à une approche volumes finis. Il est alors possible d'adapter des techniques numériques courantes comme les schémas décentrés et le préconditionnement pour résoudre certains défauts majeurs de la méthode SPH, comme la stabilité numérique ou le manque de précision. Par ailleurs, le traitement des conditions limites est réalisé par un décentrement approprié des informations fluides sur les surfaces frontières. La méthode numérique SPH-ALE résultante est appliquée à la simulation d'écoulements à surface libre tels que ceux rencontrés dans les turbines Pelton.
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hal-00566051 , version 1 (15-11-2018)

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Cite

Jean-Christophe Marongiu, Francis Leboeuf, Joëlle Caro, Etienne Parkinson. Free surface flows simulations in Pelton turbines using an hybrid SPH-ALE method. Journal of Hydraulic Research, 2010, 48, pp.40-49. ⟨10.1080/00221686.2010.9641244⟩. ⟨hal-00566051⟩
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