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CHAPITRE 2. SIMULATIONS DE L'ÉCOULEMENT AUTOUR DU CYLINDRE 2. 0.5 -0.5 -1.5 -2.5 30 60 Simulation NS2D confine - Experiences (valeurs corrigees) -e-- I I I I t J 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Theta FIG. 2.28: Comparaison des K à la paroi obtenus dans les simulations k - e en confiné avec les expériences de BÉRA et al. [131. présence des fils de transition à ±28 0 dans les expériences induit un saut de pression local, pour 9 30 0 et 330 0, non visible dans les résultats de simulation pour laquelle la transition est provoquée numériquement. La dépression maximale obtenue dans les simulations est légèrement plus forte que celle mesurée (Kpmjn = 3, au lieu de -2.8 environ). Ceci peut traduire une transition incomplète des couches limites dans les expériences, tandis qu'elle imposée fortement dans les simulations. Le plateau de K en aval du décollement est en revanche assez éloigné des résultats expérimentaux (K 0.9 au lieu de -1.1). Un creux" de K,,, visible sur la simulation en 9 180 0 est absent, des résultats expérimentaux et des simulations en espace libre (voir figure 2.15). Cet écart n'est pour l'heure pas élucidé. La répartition des K,, expérimentaux n'est pas complètement symétrique, ce qui peut s'expliquer par da_proximité_de_lasonde Pitot4usteaudessus de la rangée de capteurs de pression (vers O70°). Comparaison des champs moyens de vitesse avec les expériences Les mesures par PIV effectuées par BÉRA et al. [12] en l'absence de contrôle permettent une comparaison des champs de vitesse moyenne, ainsi que des fluctuations cohérentes et incohérentes, avec le résultat des simulations. La figure 2.29 présente la comparaison des champs du module de vitesse moyenne et des lignes de courant moyennes obtenus dans les simulations k - e et les mesures Ply. L'allure globale des lignes de courant, ainsi que du module de vitesse moyenne, est 81
CHAPITRE 2. SIMULATIONS DE L'ÉCOULEMENT AUTOUR DU CYLINDRE 82 06 0.5 .4 0.3 0,1 02 03 xjD Ï Iv' 1 500 1.412 1.324 1.235 1.147 1.059 0.971 0,882 0.794 0.706 0.618 0.529 0.441 0.353 0.265 0.176 0.088 0.000 N 0. 02 03 XJD FIG. 2.29: Champs de vitesse moyenne issus des simulations k - en confiné, comparés aux mesures PIV de BÉRA et al. l21. très similaire entre la simulation et les résultats PIV. Cependant, le point de décollement semble situé plus en aval dans les simulations que dans les expériences. Celui-ci est situé en = 111 (soit 1.6 0 de plus qu'en espace libre) dans les simulations, tandis qu'il semble situé vers O 100 0 pour l'expérience. La position de la ligne séparant l'écoulement extérieur de celui situé dans la zone de recirculation moyenne est située plus bas dans les simulations, traduisant un écoulement plus attaché que dans les expériences. Il convient toutefois de noter que les moyennes issues de la PIV n'ont été réalisées que sur 58 instantanés, ce qui explique que les moyennes ne sont pas complètement convergées. Les instantanés obtenus par la PIV permettent également d'estimer la variance du champ de vitesse. Comme les données de PIV sont ici acquises sans synchronisation avec le détachement tourbillonaire, on ne peut obtenir séparément uì et u. En revanche, il est possible de déterminer l'énergie cinétique associée à ces deux types de fluctuations + u)2 = + + k + k si l'on néglige le terme íiju. Les champs de (k* + k*), obtenus dans les simulations k - , et mesurés par PIV sont comparés figure 2.30. Les niveaux de (k* + k*) obtenus dans les simulations, ainsi que l'allure des isolignes, sont en très bon accord avec les résultats issus des mesures PIV, confirmant l'analyse faite précédemment des comparaisons aux expériences de CANTWELL & COLES. La transition, imposée dans les calculs et dans les expériences permet ainsi d'évacuer en grande partie le problème lié aux comparaisons d'écoulements transitionnels. En revanche, la position du maximum est située plus haut dans les expériences, en accord avec la position de la ligne séparatrice évoquée sur le champ de vitesse moyenne. Le manque d'échantillons se traduit dans les expériences par des contours d'iso-valeurs assez irréguliers.
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