Views
5 years ago

Passive flow control around a 2D semi-circular cylinder using ...

Passive flow control around a 2D semi-circular cylinder using ...

Passive flow control around a 2D semi-circular cylinder using

Passive flow control around a 2D semi-circular cylinder using porous media Chloé Mimeau 1 , Iraj Mortazavi 2 , Georges-Henri Cottet 1 1 Université de Grenoble and CNRS, Laboratoire Jean Kuntzmann, BP 53, 38041 Grenoble Cedex 9, France 2 Mathématiques Appliquées de Bordeaux UMR 5466 CNRS, Université Bordeaux 1 351 cours de la Libération, F-33405 Talence, France Abstract- The passive control of flow past a semi-circular cylinder is carried out. This control is achieved adding a porous layer between the solid obstacle and the incompressible fluid. A vortexpenalization method is chosen to easily tackle the modeling of the flow in the different media. Several configurations of the porous layer are investigated in order to determine the most efficient passive flow control devices. Résumé- Contrôle passif d’écoulements autour d’un demi-cylindre. Une technique de contrôle passif utilisant une interface poreuse est mise en œuvre afin de réguler l’écoulement autour d’un demicylindre. La méthode vortex de pénalisation est adoptée pour la modélisation de l’écoulement dans les différents milieux. Une distribution adaptée de la perméabilité au sein de l’interface poreuse permet une réduction considérable des grandeurs physiques de l’écoulement. Keywords : Penalization method; Vortex methods; Semi-circular cylinder; Flow control; Porous media Mots-clés : Méthode de pénalisation; Méthodes vortex; Demi-cylindre; Contrôle d’écoulement; Milieux poreux Version française abrégée- Le décollement de la couche limite sur une surface portante est à l’origine de la traînée aérodynamique ainsi que de phénomènes de vibration et de dissipation d’énergie. Dans l’industrie automobile ces effets sont particulièrement néfastes, provoquant une surconsommation de carburant et donc une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. Cette étude est consacrée au contrôle d’écoulement autour d’un demi-cylindre bidimensionnel représentant une modélisation simplifiée d’un rétroviseur extérieur sur une automobile. Les rétroviseurs sont en effet responsables de 7% de la traînée totale du véhicule alors qu’ils ne représentent que 0.5% de la surface projetée. Sachant qu’un écoulement autour d’un obstacle muni d’un culot droit ne présente qu’une faible quantité de structures longitudinales tri-dimensionnelles [1, 2], une étude de contrôle en deux dimensions peut apporter des informations sur la tendance et la stratégie du contrôle préalablement à des études tri-dimensionnelles autour d’une hémisphère. De nombreuses solutions ont déjà été proposées afin de réguler l’écoulement au voisinage d’un obstacle. Parmi celles-ci on cite en premier lieu les techniques de contrôles actifs comme par exemple l’utilisation de jets synthétiques pulsés permettant le recollement de la couche limite [2]. La deuxième catégorie de dispositifs de contrôle est celle des techniques dites passives. Contrairement aux précédentes, ces dernières présentent l’avantage d’être peu couteuses et faciles à mettre en œuvre. Dans le cadre de cette étude, le dispositif de contrôle passif proposé par Bruneau et Mortazavi dans [3, 4, 5, 6] apparaît comme une solution adaptée. Il consiste à ajouter une couche poreuse entre l’obstacle et le fluide qui l’entoure. En effet, la présence d’un milieu poreux modifie les propriétés de la condition de bord à l’interface solide-fluide [7] atténuant ainsi les forces de cisaillement qui s’y exercent et donc la traînée aérodynamique. Numériquement, la résolution de ce problème faisant intervenir trois milieux différents s’effectue aisément grâce à la méthode dite de pénalisation [8]. L’approche consiste à ajouter un terme de pénalisation dans les équations gouvernant l’écoulement, ce terme étant fonction de la perméabilité du milieu. Les simulations numériques utilisent une méthode hybride particule-grille basée sur la formulation vorticité des équations [9]. Le contrôle est réalisé en ajoutant une couche poreuse sur la surface projetée du demi-cylindre et différentes répartitions de la perméabilité au sein de cette couche sont analysées, avec d’une part les couches poreuses dites homogènes présentant une perméabilité identique sur toute la couche, et d’autre part les couches poreuses dites hétérogènes dans lesquelles on distinguera deux zones de perméabilités différentes. L’efficacité de chacun de ces dispositifs de contrôle est mesurée quantitativement à l’aide de profils de pression et de vitesse, de la valeur RMS de la force de portance, de la valeur de l’enstrophie ainsi que de la force de traînée s’exerçant sur le corps, et 1

Numerical Study of Passive and Active Flow Separation Control ...
Numerical Study of Passive and Active Flow Separation Control ...
Passive flow control around a wall-mounted finite cylinder - Pegasus
VORTEX FLOW AROUND A CIRCULAR ... - Facultad de Física
Parallel 3D computation of unsteady flows around circular cylinders
Application to flow around circular cylinder - EPCC
les of flows around a circular cylinder in the critical ... - BBAA VI
analysis of the non-stationary flow around a rectangular cylinder
Pressure Distributions around a Circular Cylinder in Cross-Flow
effects of air blowing on turbulent flow over a circular cylinder hava
Flow of a Couple Stress Fluid Generated by a Circular Cylinder ...
Two-dimensional flow mapping past a circular cylinder using ... - ISUD
Numerical study of the flow around a cylinder using ... - (cnr) - (bari)
ON THE PROBLEM OF THE FLOW CONTROL BY BODY ...
On Control Strategy for Fluid Flows using Model Reduction - Ibcast
Shock Wave Strength Reduction by Passive Control Using - LMFA
Using Peak Flow Meters Can Help Control Asthma - University of ...