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

Barreau-profil LES 173
Champ instantané
La comparaison va maintenant être faite avec les mesures PIV. Les résultats sont
à nouveau post-traités à l’aide de l’outil développé pour la PIV, en utilisant la même
grille (−0.51 < x/c < 0.27 et −0.26 < y/c < 0.36, 106 × 85 points) et en prenant
500 échantillons LES répartis sur 18 cycles (idem RANS).
La figure 5.15 présente des champs de vorticité instantanée correspondant à la
PIV, au calcul RANS linéaire et au calcul LES. La LES, comme les mesures, fait
ressortir une agrégation d’échelles en dessous des structures principales. L’accord est
bon en ce qui concerne les niveaux de vorticité et la structure visuelle du sillage,
dans cette région au voisinage du bord d’attaque du profil. En comparaison, le calcul
RANS ne fait ressortir que les tourbillons du lâcher réguliers et périodiques.
Modes POD
Les 6 premiers modes POD de la PIV, du calcul RANS et du calcul LES sont
présentés sur les figures 5.16, 5.17 et 5.18. En outre la figures 5.19 indique les valeurs
propres associées. Nous avons vu au chapitre 3 que les modes (1) et (2) dominent 3 la
PIV: ils représentent 40% de l’énergie cinétique et λ1, λ2 > 4 × λ3. Le calcul RANS
est capable de reproduire ces modes qui caractérisent le comportement déterministe
des grosses structures, mais pas les modes suivants, ce qui provient de sa formulation
moyenne.
Si on observe les résultats LES, les deux premiers modes sont également en accord
avec les mesures: découpage des tourbillons se trouvant sur l’axe, et convection de
part et d’autre du profil. En outre, dans le cadre de cette approche numérique, les
modes secondaires (ordre ≥ 3) sont aussi prédits, à des niveaux semblables aux
modes mesurés. Le mode 3 se trouve à un facteur 5 en dessous des deux premiers
modes, similairement à la PIV, et la taux décroissance des valeurs propres au-delà
se fait en accord avec la courbe expérimentale.
Si on considère la structure des modes secondaires présentés (modes 3, 4 et 5) on
observe un accord entre LES et PIV: le mode 3 est un mode de sillage (identique
entre PIV et LES à un facteur −1 près, sachant que la POD ne fournit qu’une base),
le mode 4 correspond à un blocage par le profil et le mode 5 constitue un mode
tourbillonnaire d’ordre élevé. On peut rappeler que la forte structuration du mode
5, telle qu’elle apparaît sur la PIV mais aussi la LES, est un résultat intéressant.
3. Rappel: la valeur propre λi correspond à l’énergie cinétique associée au mode i.