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Approche bidimensionnelle d’un écoulement fortement 3D : écoulement en cavité ouverte et modes propres spatiaux 3D/2D

par François Lusseyran - LIMSI-Orsay

le mardi 12 février à 16:30 Salle IAM 4ième étage

Résumé :

Les écoulements interagissant avec un obstacle de type cavité, sont le siège d’instabilités auto-entretenues. Ils se rencontrent dans de nombreuses configurations pratiques et sont caractérisés par la présence d’une couche de cisaillement contrainte par la géométrie des parois en présence de l’écoulement. Un exemple de ce type d’écoulement, largement étudié à grande vitesse, est constitué par une cavité dont l’ouverture rectangulaire affleure la paroi sur laquelle se développe une couche limite. A vitesse modérée (nombre de Reynolds compris entre 3000 et 30000) les structures tourbillonnaires intra-cavitaires présentent un développement spatial 3D complexe qui semble contribuer à la chaîne de rétroaction participant à la sélection des instabilités auto-entretenues. Les caractéristiques spatiales et temporelles, de l’écoulement seront présentées à partir de l’analyse de visualisations, de mesures du champ de vitesse (LDV, PIV 2D) et des simulations numériques 3D obtenues au LIMSI conjointement à l’expérience. La pertinence des mesures 2D pour caractériser cet écoulement 3D sera établie. La relation entre les modes propres spatiaux et l’existence d’une compétition entre modes fréquentiels sera abordée à partir des modes POD et d’une moyenne de phase du champ de vitesse PIV. Une réduction de la dynamique temporelle à quelques degrés de liberté semble permettre d’envisager un contrôle actif de la dynamique des échanges de fluide entre la cavité et l’écoulement principal.

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