these approches numeriques pour la simulation du bruit a large ...

138 Ecoulements avec parois en LES
4.2 Barreau circulaire en régime sous-critique
Comme indiqué au premier chapitre, depuis l’étude de Strouhal en 1878 sur le
sifflement émis par des barreaux en translation, l’écoulement autour d’un barreau
et le sifflement qui en résultent constituent un sujet de prédilection en mécanique
des fluides. On rappelle ici l’étude de stabilité du sillage par von Kármán en 1912
et la contribution de Phillips [86] en 1956, qui calcula l’intensité du sifflement à la
fréquence du lâcher tourbillonnaire en fonction des fluctuations de pression en paroi
et de la longueur de corrélation en envergure. L’utilisation de méthodes numériques
évoluées (LES) a pour but d’aller plus loin en représentant avec précision le spectre
acoustique émis, y compris la partie à large bande résultant de l’influence de la tur-
bulence.
L’évaluation de la LES et du modèle auto-adaptatif va ainsi être poursuivie
en étudiant l’écoulement autour d’un barreau circulaire en régime sous-critique
(Red = 48 000). Il s’agit d’un cas test complexe (”A challenging test case” selon
l’étude aérodynamique de Breuer [11]). Il met en jeu, à haut nombre de Reynolds,
un décollement libre des couches limites laminaires, une transition dans les couches
de cisaillement et un sillage gouverné par un lâcher tourbillonnaire.
Ainsi on peut considérer ce cas test comme une porte vers les configurations com-
plexes recontrées dans les applications industrielles.
Ainsi, Rodi [90] a présenté en 1998 une revue de calculs LES d’écoulements autour
de corps non profilés, dont le barreau circulaire. La dispersion des résultats prouve
la complexité de ces configurations.
Ce cas test permettra de vérifier la validité du modèle auto-adaptatif en l’appli-
quant à un écoulement dont l’aérodynamique est complexe. En particulier le sillage
est une zone de forts gradients où le modèle de sous-maille doit maintenir un niveau
de dissipation suffisant.
Le diamètre du barreau vaut d = 0.01 m et la vitesse est imposée à U∞ = 72 m/s
à l’amont (Red = 48 000). On remarquera qu’il s’agit des mêmes conditions que pour
le cas test barreau-profil, cette étude constitue donc un pas intermédiaire avant la
simulation de référence.