ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT AUTOUR D'UN CYLINDRE CIRCULAIRE EN REGIME DE STOKES OU AVEC FORMATION DU SILLAGE. ON ETUDIE D'ABORD LE DOMAINE DES TRES FAIBLES NOMBRES DE REYNOLDS (RE
The Boundary Element Method has now become a powerful tool of engineering analysis and is routinely applied for the solution of elastostatics and potential problems. More recently research has concentrated on solving a large variety of non-linear and time dependent applications and in particular the method has been developed for viscous fluid flow problems. This book presents the state of the art on the solution of viscous flow using boundary elements and discusses different current approaches which have been validated by numerical experiments. . Chapter 1 of the book presents a brief review of previous work on viscous flow simulation and in particular gives an up-to-date list of the most important BEM references in the field. Chapter 2 reviews the governing equations for general viscous flow, including compressibility. The authors present a compre hensive treatment of the different cases and their formulation in terms of boundary integral equations. This work has been the result of collaboration between Computational Mechanics Institute of Southampton and Massa chusetts Institute of Technology researchers. Chapter 3 describes the gen eralized formulation for unsteady viscous flow problems developed over many years at Georgia Institute of Technology. This formulation has been extensively applied to solve aer09ynamic problems.
ADAPTATION ET VALIDATION D'UN CODE DE CALCUL PERMETTANT DE RESOUDRE LES EQUATIONS DYNAMIQUES ET THERMIQUES DE L'ECOULEMENT LAMINAIRE AUTOUR D'UN CYLINDRE POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS DE 5 A 200. ANALYSE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DES PROPRIETES PHYSIQUES DE L'ECOULEMENT. ON DISTINGUE LE CAS SYMETRIQUE ET LE CAS D'ALLEE TOURBILLONNAIRE
L'ETUDE EST FAITE A LA FIN DU REGIME DE STOKES OU LES EFFETS D'INERTIE MODIFIENT L'ASPECT DE L'ECOULEMENT DE CULOT. ETUDE EXPERIMENTALE DANS UNE SOUFFLERIE A BASSE DENSITE. ON DECRIT LA MISE EN APPLICATION DE LA SIMILITUDE ET ON PRESENTE LES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT.
Le développement du transfert de chaleur ainsi que celui de l'écoulement bidimensionnel incompressible d'un fluide visqueux, autour d'un cylindre mis brusquement en mouvement rectilinéaire sont étudiés numériquement pour une large gamme de nombre de reynolds (re = 1 a 9500). Nous avons entamé cette étude dans le but de voir si une déformation radiale contrôlée du diamètre du cylindre pouvait nous permettre de contrôler le sillage, puis de mettre en place un outil qui pourra, par la suite, simuler la dynamique des bulles. Pour la résolution numérique on utilise, pour l'équation de transport de la vorticite et pour l'équation de l'énergie, une méthode de différences finies d'ordre deux dans les deux directions du domaine de calcul. L’équation de poisson pour les lignes de courants est résolue par une méthode s.o.r. L'avancée dans le temps se fera à l'aide de la méthode adams-bashforth pour des nombres de reynolds inférieurs ou égaux à 3000. Pour des nombres de reynolds supérieurs a 3000, nous utiliserons la méthode de runge-kutta d'ordre quatre. Nous avons d'abord reconfirmé tous les résultats précédemment trouvés par des simulations expérimentales et numériques dans le cas d'un cylindre indéformable. Puis nous nous sommes intéressés à l'influence de la déformabilité du cylindre sur la structure de l'écoulement, sur l'échange thermique et sur la trainée. Une augmentation du diamètre crée une force de propulsion qui diminue l'effet de la force de trainée, tandis qu'une diminution du diamètre aspire les tourbillons primaire et secondaire vers le cylindre réduisant ainsi le sillage et donc la trainée. Nous montrons également qu'un accroissement du diamètre rend l'échange de chaleur entre le fluide et la paroi plus homogène à l'arrière du cylindre.
L'écoulement turbulent autour d'un cylindre circulaire à grand nombre de Reynolds est analysé expérimentalement en utilisant les techniques PIV, PIV Stéréoscopique et PIV haute cadence. Les nombres de Reynolds étudiés correspondent à l'entrée de l'écoulement dans le régime critique, marqué par la chute brutale de traînée. Le cylindre est placé en milieu confiné afin de permettre des comparaisons avec des simulations numériques effectuées sur un domaine réaliste. Une base de données permettant la validation et l'amélioration des modèles de turbulence pour les approches statistiques avancées est ainsi fournie. Une attention particulière est portée à la décomposition du mouvement en une composante organisée et une composante aléatoire. Pour ceci, la décomposition en moyenne de phase, puis la décomposition en modes propres orthogonaux (POD), sont appliquées et comparées. Les contributions de chacune des composantes du mouvement au tenseur des contraintes turbulentes sont ensuite analysées.