Etude numerique de l'instabilite de benard-karman derriere un cylindre fixe ou en mouvement periodique. Dynamique de l'ecoulement et advection chaotique

par MOHAMED SALAH GUEROUACHE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Hassan Peerhossaini.

Soutenue en 2000

à Nantes .

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  • Résumé

    Ce travail, effectue au sein du laboratoire de thermocinetique de nantes, est une contribution a la comprehension du developpement de l'instabilite de benard-karman derriere un cylindre fixe ou en mouvement periodique. C'est une etude entierement numerique realisee avec le code volumes finis star-cd. Elle comporte deux parties : calcul eulerien du champ de vitesse par la resolution des equations de navier-stokes sur un maillage non structure et suivi lagrangien des trajectoires de particules passives introduites en amont de l'obstacle. Quatre configurations ont ete etudies : cylindre fixe en milieu infini, cylindre fixe en milieu confine, cylindre anime d'un mouvement periodique sinusoidal dans la direction longitudinale (direction de l'ecoulement principal) et enfin cylindre anime du meme type de mouvement mais dans la direction transversale. Pour les deux dernieres configurations, la frequence et l'amplitude du mouvement ont ete variees. Le calcul du champ de vitesse se fait toujours au meme nombre de reynolds re = 100. Le cas du cylindre fixe a permis de valider le code de calcul et de retrouver les caracteristiques generales de l'ecoulement en terme de frequence caracteristique (nombre de strouhal) et de coefficients aerodynamiques. Les simulations realisees avec un cylindre confine, en mouvement longitudinal ou en mouvement vertical constituent une grande originalite de ce travail car rares sont les etudes numeriques qui se sont interessees a ce type de configuration. Les nombreux calculs effectues ont montre la richesse de la dynamique de l'ecoulement en fonction des differents parametres. En particulier, pour le cylindre en mouvement force, la forme du sillage et sa synchronisation ou pas sur la frequence imposee


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Informations

  • Détails : 170 p.
  • Annexes : 80 ref.

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