S. Pascal-Ribot et Y. Blanchet (2007) ont
réalisé une étude expérimentale et numérique
de l'écoulement de fluide autour d'un cylindre rigide en deux phases
l'air et eau. La résolution numérique du problème a
été faite à l'aide d'une méthode d'analyse
dimensionnelle standard. Ils ont présenté une exploration de base
pour évaluer les forces de portance de vibration exercées sur le
cylindre.
M.S. Dhouieb et al. (2008) ont mené
une étude expérimentale et numérique dans une conduite
horizontale rectangulaire au milieu de la quelle est placé un cylindre
carrée de hauteur h =0.01m et de largeur l = 0.02m L'écoulement
en amont de celui-ci est laminaire. Des mesures PIV ont été
effectuées afin de caractériser expérimentalement les
structures tourbillonnaires. Parallèlement une simulation
numérique 2D est réalisée pour faire la comparaison avec
les résultats numériques.
D'autres mesures PIV complémentaires ont
été menées par le dessus du canal en aval du cylindre afin
de détecter une éventuelle tridimensionnalisation de
l'écoulement. Lors des mesures, ils ont constaté l'apparition des
tourbillons de Von Karman dans le cas d'un écoulement derrière un
cylindre dans un milieu confiné.
R.d. Rajaona et al (2009) ont
présenté une étude expérimentale de
l'écoulement autour de deux cylindres horizontaux. Les cylindres sont
tractés suivant un mouvement uniformément
accéléré et décéléré dans une
cuve de visualisation pour mettre en évidence les effets des
tourbillons. Le cylindre principal (D=0.04 m, L/D = 16) est placé
derrière le cylindre secondaire (d=0.008, L/D =80). L'ensemble est
tracté sous la surface libre et on mesure les forces de
traînée et de portance. Le sillage du cylindre principal est
visualisé par une caméra CCD embarquée. Les nombres de
Reynolds basé sur la vitesse maximum varient entre 0 et 14000 et le
nombre de Froude entre 0.2 et 1.2 pour une valeur de
l'accélération de 0.150 m/s2. On montre que le sillage
proche est constitué par la combinaison des tourbillons de Von Karman et
de ceux issus du cylindre amont. Les phénomènes
d'interférence et les effets de surface libre sont étudiés
en faisant varier la profondeur d'immersion de l'ensemble et la disposition
relative des deux cylindres.
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Ishigai et al. (1972) ont mesuré
simultanément les pressions arrière des deux cylindres et la
fréquence de décollement des tourbillons du cylindre aval (cette
fréquence a permis de déterminer le nombre de Strouhal y
correspondant).
Ils ont couvert une plage d'espacements de 1 à 6
diamètres et ont introduit la notion d'espacement critique, qu'ils ont
trouvé égale à 3.8d pour Re=8000. Il ressort de cette
étude que lorsque l'espacement entre les deux cylindres est
inférieur à Scrit, la fluctuation de vitesse n'est
visible et régulière que derrière le cylindre aval. Alors
que si S > Scrit; les tourbillons se décollent des deux cylindres
avec la même fréquence. De plus, à S = Scrit deux valeurs
du nombre de Strouhal du cylindre aval peuvent coexister (St=0.12 et 0.17).
Guojon-Durand et al (2001) ont
étudié l'écoulement d'un fluide autour d'un cylindre
animé d'un mouvement de rotation oscillante autour de son axe. Ils ont
confirmé que pour certaines valeurs de la fréquence
d'oscillation, il y a lieu d'une réduction de l'instabilité
hydrodynamique. Et par la suite, ils ont modifié l'écoulement
moyen en fonction de certains paramètres mécanique de structure
du corps.
M. Mahbub Alam et J.P. Meyer (2011) ce sont
intéressés à l'effet du nombre de Reynolds sur les forces
induites par l'écoulement autour de deux cylindres en tandems. L'effet
du nombre de Reynolds, Re sur la fluctuante portance, la force de
traînée et les nombres de Strouhal, St du cylindre aval et des
deux cylindres en tandems sont étudiés
expérimentalement.
R.d. Rajaona et al (2011) ont fait une
étude expérimentale de l'écoulement autour de deux
cylindres. Un cylindre principal (D=0.04 m; L/D=16) placé
derrière un cylindre secondaire (ô = 0.002; L/ô=340) est
remorqué et l'ensemble est partiellement ou totalement immergé.
Le mouvement est
accéléré/décéléré dans une
cuve de visualisation remplie d'eau pour accentuer les effets des tourbillons.
Les nombres de Reynolds basés sur la vitesse maximum varient entre 0 et
14000 pour une valeur de l'accélération de 0.150 m/s2. On mesure
les forces de traînée et portance. Une caméra CCD
embarquée permet de visualiser le sillage. Les effets de surface libre
sont étudiés en faisant varier le paramètre de profondeur
d/D où d est la distance entre le dessus du cylindre principal et la
surface libre. Les efforts de portance sont caractérisés pour une
configuration non symétrique en corrélation avec le profil de la
surface libre et la configuration du sillage proche. La configuration
symétrique correspond au cas «totalement ou partiellement
immergé ». Les effets d'interférence sont analysés en
fonction de B/D où B désigne la distance entre les cylindres.
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L'interaction entre deux cylindres proches l'un de l'autre
produit des changements Considérables du comportement de
l'écoulement par rapport au cas du cylindre seul. Ces changements
induisent des phénomènes surprenants et des valeurs
imprévisibles de la distribution de pression, des forces de portance et
de traînée, ainsi qu'une intensification ou bien une suppression
totale du décollement des tourbillons.
D'après Zdravkovich (1987), Dans
l'étude de l'écoulement autour de deux cylindres, on distingue
trois grandes familles de configuration:
Tout d'abord, on dit que les deux cylindres sont en TANDEM
(interférence de proximité), lorsqu'ils sont placés l'un
derrière l'autre avec différents espacements longitudinaux.
Ensuite, le deuxième groupe représente les
cylindres qui sont placés l'un à côté de l'autre,
perpendiculairement à l'écoulement avec différents
espacements transversaux on dit alors que les deux cylindres sont en
"SIDE-BY-SIDE" (interférence du sillage).
Et enfin, le troisième groupe, qui est la combinaison
des deux interférences de proximité et du sillage, aussi
combinaison des deux premiers, indique que les deux cylindres sont en
QUINCONCE, c'est-à-dire que la ligne joignant les centres des deux
cylindres et le vecteur vitesse font un angle variant entre 0 et 90?.
Zdravkovich, aussi bien que Igarashi
(1981) ont classifié l'écoulement en trois
régimes. Tout d'abord avec un espacement entre les deux cylindres L/D=
1.0-1.8, la séparation de la couche de cisaillement du cylindre en amont
ne colle pas au cylindre en aval.
Ce qui signifie que les tourbillons observés
derrière le cylindre aval sont en réalité formés
par le cylindre amont. Le deuxième régime se produit lorsque L/D=
1.8-3.8. Dans le deuxième régime, la couche de cisaillement
séparée du cylindre amont se rattache au cylindre aval et des
tourbillons sont lâches derrière. Pour l'espacement L/D >3.8,
la couche de cisaillement séparée du cylindre amont s'enroule et
forme des allées tourbillonnaires en face du cylindre aval. Ce qu'il
faut noter ici c'est que ce phénomène se produit une fois que le
pas critique entre les deux cylindres L/D~3.8 est dépassé.
Lam et al. (2003), ont réalisé
des investigations expérimentales à l'aide de méthodes de
visualisation pour étudier l'écoulement autour de quatre
cylindres en utilisant différents rapports d'espacement et nombres de
Reynolds.
Concernant les simulations numériques, Lam et Zou
(2006) et Lam et al. (2008) ont réalisé des calculs sur une
configuration regroupant quatre cylindres pour un écoulement à
faible nombre de Reynolds de Re= 200.
Mémoire de Master Recherche en physique.
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Lam et Zou (2009) se sont concentrés
sur le sillage turbulent complexe génère par les cylindres dans
une configuration carrée. L'objectif de leur étude est
basé sur l'investigation en détail des effets d'espacement et du
nombre de Reynolds sur la distribution de la vitesse moyenne et fluctuante
ainsi que sur le champ complexe de vortex. Le nombre de Reynolds utilise pour
leurs études varie de 11000 à 20000 avec des espacements P/D=
1.5-5.
