Simulation numérique du contrôle actif par jets pulsés - Bibliothèque ...

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CHAPITRE 5. SIMULATION 2D DU CYLINDRE AVEC JET SYNTHÉTIQUE estimée par les simulations. Par ailleurs, un faible écart de 4% sur la valeur de cette vitesse de référence permet de faire coïncider les courbes. L'accord est donc jugé bon avec ces expériences. 5.4.2 Lignes de courant Les modules de vitesse et les lignes de courant instantanés issus du calcul en espace confiné sont comparés sur la figure 5.13 aux moyennes de phase obtenues par BErtA et al. [12]. Trop peu de snapshots numériques sont disponibles pour effectuer des moyennes de phases réellement significatives. Par ailleurs, les instantanés présentés issus des simulations proviennent de plusieurs périodes de soufflage, puisque l'on ne dispose que d'environ 10 snapshots par période d'excitation. Les valeurs de phase sont déterminées à partir de l'évolution de V, la référence (p = 0 °) étant prise au début de la phase de soufflage. Les instantanés issus des simulations sont comparés à iso-phase avec les moyennes de phase issues des expériences. Les instantanés provenant des simulations sont placés à gauche sur la figure 5.13 et référencées par des minuscules, les moyennes de phases extraites de la PIV figurant à droite et référencées par des majuscules. Les quatre phases présentées correspondent au début du soufflage (y = 353 ), au maximum de soufflage (y = 93 0), au début de la phase d'aspiration (y = 173 0) et au maximum d'aspiration (y = 273 ). Ces planches présentent les lignes de courant, ainsi que le champ du module de vitesse, adimensioné par U. L'accord entre les instantanés issus du calcul et les moyennes de phase obtenues par BErtA et al. [12] est remarquable, compte-tenu de l'impossibilité pratique d'obtenir des mesures PIV précises tout près de la paroi du cylindre, et de l'erreur commise en comparant des moyennes de phase avec des instantanés pour le calcul. La taille du tourbillon primaire figures 5.13(b, B), (c, C) et (d, D), parfaitement visible sur les lignes de courant des mesures Ply, est tout à fait cohérente avec celle obtenue dans les simulations. La forme de ce tourbillon est toutefois un peu moins ronde dans les simulations, ceci pouvant être dû à la plus faible résolution spatiale des mesures PIV. La position du centre de ce tourbillon est également assez bien prédite. Toutefois, la vitesse de convection de ce tourbillon semble légèrement plus élevée dans les expériences que dans le calcul, en particulier pour y 173 0 Cet écart peilt être dû à l'utilisation d'instantanés pour le calcul. La vitesse de convection du tourbillon primaire est en fait très peu différente de celle simulée en espace libre : entre 173 0 et 352 0, le tourbillon a parcouru 19.5mm, soit une vitesse moyenne sur cette demi-période de 30m/s (au lieu de 32m/s en espace libre), c'est-à-dire 44% de U. L'accord est ainsi excellent avec les 45% de U, mesurés par la Ply. Cet écart est de plus cohérent avec le léger écart de nombre de Strouhal entre les simulations (St = 1.2125) et les expériences (St = 1), les simulations du jet pulsé sur couche limite de plaque plane ayant en effet montré que la vitesse de convection du tourbillon diminue quand la fréquence d'excitation augmente. 161
CHAPITRE 5. SIMULATION 2D DU CYLINDRE AVEC JET SYNTHÉTIQUE La forme des lignes iso-module de vitesse est également remarquablement semblable entre le calcul et l'expérience. Le niveau est en moyenne inférieur dans les mesures PIV, sans doute à cause du même problème d'adimensionnement par U que celui rencontré pour les courbes de IÇ La survitesse présente au-dessus du tourbillon primaire tout au long de sa convection dans les simulations est très proche de celle observée sur les moyennes de phase PIV. Un autre détrail intéressant de cette comparaison est la confirmation par les mesures PIV de la "traîne" présente en aval du tourbillon primaire au moment et peu après le maximum de soufflage (voir figure 5.13(b) et (B)). 162
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