Etude par simulation des grandes echelles d'un ecoulement decolle : la marche descendante

par FRANCK DELCAYRE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marcel Lesieur.

Soutenue en 1999

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    L'ecoulement turbulent en aval d'une marche descendante est etudie par simulation numerique des grandes echelles. Une etude prealable sur la caracterisation des tourbillons coherents dans divers ecoulements academiques est realisee. Elle a conclu a la superiorite du champ du second invariant du tenseur des gradients de vitesse pour isoler ces tourbillons et permettre ainsi un meilleur suivi de la dynamique tourbillonnaire. La partie importante de cet ouvrage est consacree a l'etude de la marche descendante. Une revue des principales etudes realisees nous a permis de choisir une configuration bien documentee en donnees statistiques afin de valider le calcul realise. Cette validation ayant ete effectuee, notre interet s'est porte ensuite sur les specificites des ecoulements decolles que l'on retrouve dans des comportements atypiques de certaines grandeurs moyennes. L'examen des tourbillons coherents a fait l'objet d'une attention particuliere. Le comportement de tourbillons de kelvin-helmholtz a ete mis en parallele avec celui observe dans les couches de melanges planes avec alternance de trois regimes d'appariements distincts. De plus, la generation de tourbillons en forme de a pu etre mise en lumiere. Ces tourbillons, generes juste en aval de la marche, se reflechissent sur la paroi inferieure, et sont transportes vers l'aval temoignant de la persistance de structures de grande echelle en aval du rattachement. Finalement, trois frequences dominantes ont pu etre caracterisees et correspondent aux modes fondamental, sous-harmonique et de battement.


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Informations

  • Détails : 98 P.
  • Annexes : 105 REF.

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