Application for wale model in numerical simulations

of shallow water turbulents flows

 

Application du modèle Wale dans les simulations numériques des écoulements turbulents a surface libre

 

I. Al Korachi1*, M. Benelmostafa2, N. Salhi1, M. Boulerhcha1, J.D. Chaabane

1 Laboratoire de Mécanique et Energétique,

2 Laboratoire de physique théorique des particules et modélisation, URAC07

Faculté des Sciences, BP. 717 Boulevard Mohamed VI - 60000 Oujda, Maroc

* Corresponding author: E-mail: issamalkorachi@yahoo.fr

Received: 29 September 2012; revised version accepted: 28 October 2012

 

Abstract

     The 2D-LES turbulence modeling of deep and shallow waters is based on the Smagorinsky model to determine the 2D subgrid and 3D viscosity. In this paper, we present the modeling of 3D  viscosity  using the WALE technique. This has not been adopted to determine the 2D subgrid viscosity because of its construction intended only for 3D flows. A comparative study between the two models was conducted in the case of  the open channel expansion. The results confirm the decrease in viscosity near the walls by the WALE model and the incorrect behavior of the Smagorinsky model that requires the introduction of a damping function to correct the viscosity in this area. In region away from walls. The behaviors of two models are also different and influence the flow structure, especially in the case of deep waters.

 

Keywords : Large eddy simulation; Shallow water; Smagorinsky model; WALE model; Open channel expansion.  

 

Résumé

     La modélisation de la turbulence 2D-LES des eaux profondes et peu profondes est fondée sur le modèle de Smagorinsky pour  déterminer les viscosités 2D sous maille et 3D. Dans ce papier,  nous présentons la modélisation de la viscosité 3D  par la technique WALE, cette dernière n’a pas été adoptée pour exprimer la viscosité 2D sous maille à cause de sa construction destinée seulement aux écoulements 3D. Une étude comparative entre les deux modèles a été effectuée dans le cas d’un canal en expansion. Les résultats confirment  la diminution de la  viscosité prés des parois par le modèle WALE ainsi que le comportement incorrect  du modèle de  Smagorinsky qui demande l’introduction d’une fonction d’amortissement pour rectifier la viscosité dans cette zone. Dans les régions loin de la paroi, les comportements des deux modèles sont également différents et influencent la structure de l’écoulement notamment dans le cas des eaux profondes.

 

Mots clés : Simulation des grandes échelles ; Ecoulements peu profonds ; Modèle de Smagorinsky ; Modèle WALE ;  Canal en expansion.

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