Analyse physique et modélisation d'écoulements incompressibles instationnaires turbulents autour d'un cylindre circulaire à grand nombre de Reynolds
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The flow past a circular cylinder at high Reynolds number is studied by means of the experimental techniques PIV, Stereoscopic PIV and Time Revolved PIV. At the Reynolds numbers that have been studied, the flow is at the beginning of the critical regime, which is characterised by the ‘drag crisis'. The cylinder is placed in a confined environment to allow comparisons with realistic numerical simulations. A data base allowing the validation and improvement of the turbulence models in the context of advanced statistical approaches is then furnished. Particular attention is devoted to the separation of the flow into an organised component and a chaotic one. To do this task, the phase averaging technique and the proper orthogonal decomposition (POD) are applied and compared. Then the contributions of both components to the Reynolds stress tensor is analysed.
Abstract FR:
L'écoulement turbulent autour d'un cylindre circulaire à grand nombre de Reynolds est analysé expérimentalement en utilisant les techniques PIV, PIV Stéréoscopique et PIV haute cadence. Les nombres de Reynolds étudiés correspondent à l'entrée de l'écoulement dans le régime critique, marqué par la chute brutale de traînée. Le cylindre est placé en milieu confiné afin de permettre des comparaisons avec des simulations numériques effectuées sur un domaine réaliste. Une base de données permettant la validation et l'amélioration des modèles de turbulence pour les approches statistiques avancées est ainsi fournie. Une attention particulière est portée à la décomposition du mouvement en une composante organisée et une composante aléatoire. Pour ceci, la décomposition en moyenne de phase, puis la décomposition en modes propres orthogonaux (POD), sont appliquées et comparées. Les contributions de chacune des composantes du mouvement au tenseur des contraintes turbulentes sont ensuite analysées.