Etude expérimentale du sillage turbulent d'un corps à symétrie de révolution autopropulsé par hélice PDF Download
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Book Description
Un sillage est la zone de perturbations turbulentes que laisse derrière lui tout corps en mouvement dans un fluide. Parmi les sillages de corps profilés auxquels on s'intéresse ici, il convient de différencier les sillages de trainée, des sillages de corps propulsés. Dans ce dernier cas, la connaissance des caractéristiques de l'écoulement présente un intérêt certain pour la détection des véhicules. L'objectif de cette étude est d'apporter les informations expérimentales les plus complètes possibles sur l'évolution du champ de vitesse. Pour cela nous avons mis en place une expérience en soufflerie anéchoïque. Un systême d'acquisition automatisé des trois composantes du vecteur vitesse instantanée a été développé spécialement. Une exploration des sillages pur et autopropulsé du même corps est effectuée pour un vaste domaine (de 0,2 a 50 diamêtres de maquette en aval du corps). Un résultat original de cette étude est la mise en évidence experimentale de l'existence d'une affinité pour un sillage lointain de corps autopropulsé par hélice. Nous avons déterminé tous les termes de l'équation d'énergie cinétique turbulente accessibles à la mesure. Pour le sillage de corps autopropulsé par hélice, le fait que la production d'énergie cinétique turbulente soit négligeable dans la zone affine est un résultat expérimental important. L'analyse des densités spectrales de puissance met en evidence, dans le cas du sillage autopropulsé, un signal large bande auquel viennent s'ajouter des raies spectrales. Ce constat nous a conduit à effectuer un traitement statistique de la vitesse en phase avec la rotation de l'hélice. On obtient une visualisation des structures organisées de l'écoulement, presentes pour une région qui s'étend jusqu'a deux diamètres du corps en aval de celui-ci.
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Un sillage est la zone de perturbations turbulentes que laisse derrière lui tout corps en mouvement dans un fluide. Parmi les sillages de corps profilés auxquels on s'intéresse ici, il convient de différencier les sillages de trainée, des sillages de corps propulsés. Dans ce dernier cas, la connaissance des caractéristiques de l'écoulement présente un intérêt certain pour la détection des véhicules. L'objectif de cette étude est d'apporter les informations expérimentales les plus complètes possibles sur l'évolution du champ de vitesse. Pour cela nous avons mis en place une expérience en soufflerie anéchoïque. Un systême d'acquisition automatisé des trois composantes du vecteur vitesse instantanée a été développé spécialement. Une exploration des sillages pur et autopropulsé du même corps est effectuée pour un vaste domaine (de 0,2 a 50 diamêtres de maquette en aval du corps). Un résultat original de cette étude est la mise en évidence experimentale de l'existence d'une affinité pour un sillage lointain de corps autopropulsé par hélice. Nous avons déterminé tous les termes de l'équation d'énergie cinétique turbulente accessibles à la mesure. Pour le sillage de corps autopropulsé par hélice, le fait que la production d'énergie cinétique turbulente soit négligeable dans la zone affine est un résultat expérimental important. L'analyse des densités spectrales de puissance met en evidence, dans le cas du sillage autopropulsé, un signal large bande auquel viennent s'ajouter des raies spectrales. Ce constat nous a conduit à effectuer un traitement statistique de la vitesse en phase avec la rotation de l'hélice. On obtient une visualisation des structures organisées de l'écoulement, presentes pour une région qui s'étend jusqu'a deux diamètres du corps en aval de celui-ci.
Author: S. Gavrilakis Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9400902972 Category : Science Languages : en Pages : 643
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Advances in Turbulence VI presents an update on the state of turbulence research with some bias towards research in Europe, since it represents an almost complete collection of the paper presentations at the Sixth European Turbulence Conference, sponsored by EUROMECH, ERCOFTAC and COST, and held at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, July 2-5, 1996. The problem of transition, together with the structural description of turbulence, and the scaling laws of fully developed turbulence have continued to receive most attention by the research community and much progress has been made since the last European Turbulence Conference in 1994. The volume is thus geared towards specialists in the area of flow turbulence who could not attend the conference, as well as anybody who wishes quickly to assess the most active current research areas and the groups associated with them.
Author: Jean Piquet Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9783540654117 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 778
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obtained are still severely limited to low Reynolds numbers (about only one decade better than direct numerical simulations), and the interpretation of such calculations for complex, curved geometries is still unclear. It is evident that a lot of work (and a very significant increase in available computing power) is required before such methods can be adopted in daily's engineering practice. I hope to l"Cport on all these topics in a near future. The book is divided into six chapters, each· chapter in subchapters, sections and subsections. The first part is introduced by Chapter 1 which summarizes the equations of fluid mechanies, it is developed in C~apters 2 to 4 devoted to the construction of turbulence models. What has been called "engineering methods" is considered in Chapter 2 where the Reynolds averaged equations al"C established and the closure problem studied (§1-3). A first detailed study of homogeneous turbulent flows follows (§4). It includes a review of available experimental data and their modeling. The eddy viscosity concept is analyzed in §5 with the l"Csulting ~alar-transport equation models such as the famous K-e model. Reynolds stl"Css models (Chapter 4) require a preliminary consideration of two-point turbulence concepts which are developed in Chapter 3 devoted to homogeneous turbulence. We review the two-point moments of velocity fields and their spectral transforms (§ 1), their general dynamics (§2) with the particular case of homogeneous, isotropie turbulence (§3) whel"C the so-called Kolmogorov's assumptions are discussed at length.
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CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA PRESENTATION DE L'ETUDE EXPERIMENTALE D'UNE ZONE DE COMBUSTION TURBULENTE STABILISEE DANS LE SILLAGE D'UN OBSTACLE PLACE DANS UN ECOULEMENT DE CANAL TURBULENT PLEINEMENT DEVELOPPE ALIMENTE PAR UN PREMELANGE DE PROPANE ET D'AIR. ON ETUDIE LA SENSIBILITE DES CARACTERISTIQUES DES ECOULEMENTS INERTES ET REACTIFS A UNE MODIFICATION DU DEBIT D'ALIMENTATION DU CANAL, DE LA FORME ET DE LA SECTION DE L'OBSTACLE ET DU TAUX DE BLOCAGE DEFINI COMME ETANT LE RAPPORT ENTRE LA HAUTEUR DE L'OBSTACLE ET LA HAUTEUR DU CANAL. LA COMPARAISON DES CARACTERISTIQUES DE CES DEUX TYPES D'ECOULEMENT PRESENTANT LES MEMES CONDITIONS DE DEBIT ET DE GEOMETRIE D'OBSTACLE MONTRE QUE, MALGRE LA SIMILARITE APPARENTE DE LA NATURE DE LA STRUCTURE ASSOCIEE AU CHAMP DE VITESSES MOYENNES QUI SE MANIFESTE NOTAMMENT PAR LA PRESENCE D'UNE ZONE DE RECIRCULATION SUIVIE PAR UNE ZONE DE SILLAGE, LE CONTENU ENERGETIQUE DES SPECTRES TEMPORELS DES SIGNAUX DE VITESSES EST PROFONDEMENT MODIFIE LORSQUE L'ON PASSE DE L'ECOULEMENT INERTE A L'ECOULEMENT REACTIF. DANS LE CAS INERTE, LES SPECTRES DE VITESSES PRESENTENT, EN PARTICULIER AU VOISINAGE DE L'AXE DE SYMETRIE DU CANAL ET POUR LA COMPOSANTE TRANSVERSE DE LA VITESSE, UNE FREQUENCE MARQUEE QUI EST ASSOCIEE A LA PRESENCE D'UN ECHAPPEMENT TOURBILLONNAIRE. DANS LE CAS REACTIF, ON OBSERVE UNE DISPARITION COMPLETE DE CETTE FREQUENCE MARQUEE SUR LA COMPOSANTE TRANSVERSE DE LA VITESSE AVEC, DANS CERTAINS CAS, APPARITION D'UNE FREQUENCE MARQUEE SUR LA COMPOSANTE LONGITUDINALE ET SUR LE SPECTRE DU SIGNAL DE TEMPERATURE. CETTE MODIFICATION DES CARACTERISTIQUES SPECTRALES DU SIGNAL DE VITESSE S'ACCOMPAGNE D'UNE FORTE DIMINUTION DES FLUCTUATIONS DE VITESSE TRANSVERSE ET D'UN MAINTIEN DU NIVEAU DES FLUCTUATIONS DE VITESSE LONGITUDINALE. CES RESULTATS MONTRENT QUE, SI DES STRUCTURES ORDONNEES EXISTENT ENCORE AU SEIN DE L'ECOULEMENT REACTIF, LEUR CONTENU ENERGETIQUE EST, AU MAXIMUM, DE L'ORDRE DE GRANDEUR DE CELUI ASSOCIE A LA TURBULENCE
Author: Thomas Leweke Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 346
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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES ALLEES DE VORTEX DANS LE SILLAGE D'OBSTACLES TORIQUES DE GRANDS RAPPORTS D'ASPECT POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS ENTRE 45 ET 400. L'INTERET DE LA GEOMETRIE DU TORE RESIDE DANS L'ABSENCE D'EFFETS DE BORD, QUI PEUVENT FORTEMENT INFLUENCER LE SILLAGE DERRIERE LES OBSTACLES CYLINDRIQUES. DANS LE REGIME PERIODIQUE DU SILLAGE, L'ETUDE EXPERIMENTALE EN SOUFFLERIE MONTRE L'EXISTENCE DE MODES DISCRETS DE L'ALLEE DE VORTEX SOUS FORME D'ANNEAUX OU D'HELICES DE VORTICITE. LES MESURES DE PHASE, D'AMPLITUDE ET DE FREQUENCE DES FLUCTUATIONS DE VITESSE, QUI CARACTERISENT CES MODES, SONT COMPAREES AUX PREVISIONS DU MODELE DYNAMIQUE DE GINZBURG-LANDAU, QUI A AINSI PU ETRE VALIDE DANS UN GRAND INTERVALLE DU NOMBRE DE REYNOLDS. CE MODELE PERMET ENSUITE D'IDENTIFIER DE FACON QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DEUX INSTABILITES SECONDAIRES DE L'ALLEE DE VORTEX: 1) L'INSTABILITE D'ECKHAUS DES MODES EN HELICES POUR DES FAIBLES NOMBRES DE REYNOLDS QUI A ETE OBSERVEE DE FACON PRECISE POUR LA PREMIERE FOIS DANS CETTE ETUDE; 2) L'INSTABILITE DE BENJAMIN-FEIR POUR TOUS LES MODES PERIODIQUES AUX GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS, PRECEDANT LA TRANSITION A LA TURBULENCE CLASSIQUE DANS LE PROCHE SILLAGE. L'ETUDE EXPERIMENTALE SUR LES TORES ET LE MODELE DE GINZBURG-LANDAU DONNENT UN GRAND NOMBRE DE NOUVEAUX RENSEIGNEMENTS SUR LES SILLAGES EN GENERAL, CONCERNANT LEUR DYNAMIQUE ET LEUR TRIDIMENSIONNALITE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS ET LEUR TRANSITION VERS LA TURBULENCE
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ON ETUDIE LE SILLAGE BIDIMENSIONNEL, INCOMPRESSIBLE ET COMPRESSIBLE, SANS GRADIENT DE PRESSION, PRODUIT PAR LA CONFLUENCE DES DEUX COUCHES LIMITES D'INTRADOS ET D'EXTRADOS D'UNE PLAQUE PLANE EN INCIDENCE NULLE. L'ETUDE REPOSE SUR L'APPROXIMATION DE COUCHE LIMITE. LA REORGANISATION DE LA STRUCTURE DE LA TURBULENCE APRES LE BORD DE FUITE EST ETUDIEE EN UTILISANT LE SYSTEME DES EQUATIONS DE TRANSPORT DES TENSIONS DE REYNOLDS SUIVANT LE MODELE DE DONALDSON.
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LORS DE LA CONCEPTION D'UN SYSTEME DE PROPULSION, IL FAUT TENIR COMPTE DES EFFETS RESULTANT DE LA PRESENCE DU SYSTEME PROPULSE, CAR L'INTERACTION ENTRE CES DEUX SYSTEMES EST IMPORTANTE. LE PROPULSEUR EST SOUS L'INFLUENCE DIRECTE DU CORPS AUQUEL IL TRANSMET UN EFFORT, PUISQUE, GENERALEMENT, EN HYDRODYNAMIQUE, IL SE SITUE VERS L'ARRIERE. IL OPERE DANS LA COUCHE LIMITE QUI SE DEVELOPPE AUTOUR DU CORPS, C'EST-A-DIRE DANS LA ZONE OU L'ECOULEMENT DU FLUIDE EST RALENTI ET TRES PERTURBE. CES PARTICULARITES POSENT PROBLEMES POUR DETERMINER LE RENDEMENT PROPULSIF D'UN PROPULSEUR. CE TRAVAIL PRESENTE L'ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE DIFFERENTS SYSTEMES POUVANT PROPULSER UN CORPS SOUS-MARIN. CEUX-CI INCLUENT DES CONFIGURATIONS AVEC HELICE SEULE, DES PROPULSEURS CARENES OU INTEGRES ET DES POMPES-JETS. L'OUTIL INFORMATIQUE A ETE DEVELOPPE POUR CETTE ETUDE. UN PREMIER PROGRAMME PERMET DE CREER ANALYTIQUEMENT DES GEOMETRIES D'ARRIERE-CORPS EQUIPES OU NON DE TUYERE, A PARTIR DE QUELQUES PARAMETRES DE CONSTRUCTION. BASE SUR CETTE DEFINITION ANALYTIQUE DES FORMES, UN MAILLAGE EST GENERE. UN CODE DE CALCUL D'ECOULEMENTS RESOLVANT LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EST UTILISE POUR DETERMINER L'ECOULEMENT AUTOUR DE CES CONFIGURATIONS. LE PROPULSEUR EST SIMULE PAR UN DISQUE MOTEUR DANS LE CONDUIT INTERNE AU CORPS. AFIN D'EVALUER LA POSSIBILITE D'UTILISER UN LOGICIEL DE CALCUL D'ECOULEMENT POUR ETUDIER DES PROPULSEURS INTEGRES DE FORME COMPLEXE, UN MONTAGE EXPERIMENTAL A ETE CONCU POUR REALISER DIFFERENTES MESURES. LA CONFRONTATION DES RESULTATS NUMERIQUES AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES A MONTRE SUFFISAMMENT DE CONCORDANCES POUR ENVISAGER UNE ETUDE PLUS AVANCEE DES PROPULSEURS INTEGRES. LA METHODE NUMERIQUE EST DONC UTILISEE POUR DETERMINER DES PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT GLOBAUX PERMETTANT D'ATTEINDRE DES RENDEMENTS ELEVES. LA DEFINITION D'UNE FORME GENERALE DE PROPULSEUR INTEGRE SUSCEPTIBLE DE POSSEDER DE BONNES PERFORMANCES PROPULSIVES EST FINALEMENT DECRITE.
Author: Thierry Faure (physicien).)
Author: Thierry Faure (physicien).)
Author: S. Gavrilakis
Author: Jean Piquet
Author: American Institute of Aeronautics and Astronautics
Author: 
Author: Stéphane Duplantier
Author: Thomas Leweke
Author: Jean Baubiac
Author: P.. SEROU
Author: LUDOVIC.. GAUTIER