Etude expérimentale du développement du sillage d'un cylindre circulaire placé en amont d'un corps d'arrêt

par Mohamed Ahd

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Bruno Deshaies.

Soutenue en 1994

à Poitiers .


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  • Résumé

    On etudie experimentalement le developpement du sillage d'un cylindre circulaire en aval duquel se trouve un corps d'arret (cylindrique ou plan). Ce sillage est tout d'abord etudie dans les conditions ou celui-ci est le siege d'une allee de von karman. La comparaison des mesures effectuees lorsque le sillage se developpe dans un ecoulement uniforme et en presence d'un corps d'arret montre que la presence de ce dernier est responsable d'une diminution de la frequence et de la duree de vie de l'allee tourbillonnaire de von karman. Cette diminution est d'autant plus importante que la distance entre le cylindre produisant le sillage et le corps d'arret est faible, c'est-a-dire que le taux d'etirement de l'ecoulement dans lequel le sillage se developpe est grand. L'analyse du champ d'ecoulement entre la region de disparition de l'allee de von karman et le corps d'arret montre que cette region de l'espace est occupee par deux rouleaux contra-rotatifs instationnaires se formant et se detruisant alternativement. On recherche ensuite de maniere systematique les conditions critiques pour lesquelles de telles structures tourbillonnaires a grande echelle prennent naissance au voisinage du corps d'arret. Ces conditions critiques sont precisees comme fonction de la vitesse d'attaque de l'ecoulement sur le cylindre produisant le sillage, du diametre de celui-ci, de la distance separant le cylindre du corps d'arret et de la geometrie de ce dernier (cylindre ou plan). Les conditions critiques obtenues pour la formation de structures a grande echelle au voisinage du corps d'arret, montrent que celles-ci sont totalement independantes de l'existence prealable d'une allee de von karman. Lorsque ces structures existent, trois regimes pour l'ecoulement sont mis en evidence: i) un ecoulement constitue de deux structures contra-rotatives stationnaires dont la taille est une fonction croissante du nombre de reynolds du cylindre; ii) un ecoulement instationnaire ou les deux structures se forment, ont une phase de croissance, puis se detruisent alternativement de maniere periodique; iii) un ecoulement instationnaire ou le cycle precedent devient aleatoire. Ces resultats sont analyses du point de vue des theories existantes sur l'amplification (ou l'amortissement) d'une perturbation dans un ecoulement a point d'arret

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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Annexes : 121 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 94/POIT/2294
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