TABLE DES MATIERES
DEDICACE i
REMERCIEMENTS ii
TABLE DES MATIERES iv
NOMENCLATURE vii
LISTE DES FIGURES viii
LISTE DES TABLEAUX ix
RESUME x
ABSTRACT xi
INTRODUCTION GENERALE 1
CHAPITRE I: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 2
I.1 Différents régimes de l'écoulement
autour d'un cylindre 2
I.11 Ecoulement rampant 2
I.12 Ecoulement stationnaire décollé 3
I.13- Régime laminaire instationnaire 2D 3
II. Forces de trainée 5
II.1- Trainée de pression et trainée visqueuse
5
II.1.1- Influence de la rugosité de la surface 6
III. Généralité sur la couche limite 8
III.1 Structure de la couche limite turbulente 9
a. Région interne 10
b. Région externe 11
III.2 Effet d'un gradient de pression sur le
développement de la couche limite 12
IV. Généralité sur les écoulements
à surface libre 12
IV.1 L'effet de la surface libre 13
IV.2 Analyse statistique 13
V- Etudes expérimentales 15
VI-Etudes numériques 18
CHAPITRE II : DESCRIPTION DU PROBLEME ET FORMULATION
MATHEMATIQUE
21
II-1- Description du problème physique 21
II.2 - Formulation mathématique 21
II.2.1- Hypothèses simplificatrices 21
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II-3 Equation de continuité 22
II-3.1 Equation de quantité de mouvement 22
II-3.2 Equation de transport de quantité de mouvement
22
II-3.3 Intensité de turbulence 24
II-3.4 Modèle de turbulence k- 24
a- Equation de transport du modèle k-epsilon
réalisable 24
b-Equation de transport de l'énergie cinétique
turbulente k : 24
c- Modèle aux tensions de Reynolds (RSM) 25
II-3.5 Equations adimensionnelles 25
II-4- Les équations pour un écoulement
diphasique et turbulent 26
II-5 Modélisation de la méthode de volume finis
27
II-6 Problème de fermeture du système 27
II-6.1 Modèles de fermeture en hydrodynamique 28
II-6.2 Equation de l'énergie cinétique
turbulente k 28
II-6.3 Equation de transport du taux de dissipation 29
II-6.4 Conditions aux limites associées aux
équations 29
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION 30
3.1- Introduction 30
3.2- GAMBIT 30
3.3 Géométrie 30
a- Maillage du domaine de calcul 30
3-4 Présentation du code de calcul FLUENT 31
3.5 Traitement près de la paroi 31
3.6 Champ moyen 32
3.7 -Champ turbulent 33
3.8 Intégration des Conditions aux limites 33
3.9-Choix des schémas de discrétisation 34
a- L'algorithme simple 34
b- Séquences de l'algorithme simple 36
3.10 Convergence des calculs 36
3.11 ETUDE DU CHAMP DYNAMIQUE 37
a-Topologie des sillages 37
b-Profils de vitesse longitudinale adimensionnelle U+= f (Y+)
40
c-Détermination de l'épaisseur de la couche
limite dynamique 41
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3.12- Champ de pression adimensionnelle 42
a- Profils de pression adimensionnelle U+= f (Y+) 44
4- COMPARAISON DES RESULTATS 45
CONCLUSION ET PERSPECTIVES 48
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 49
ANNEXES 53
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