Simulation numérique de l'écoulement autour des cylindres bi-dimensionnels à section rectangulaire

Abstract

La présente étude porte sur la simulation numérique de l'écoulement autour de cylindres bi-dimensionnels à section rectangulaire. La simulation effectuée s'inspire de la méthode des vortex discrets en modélisant la couche de discontinuité par un ensemble de vortex rectilignes introduits dans un écoulement à potentiel. Ce dernier est résolu pour tout le domaine extérieur au corps par une méthode de distribution en surface de singularités où celles-ci sont concentrées près des points singuliers du cylindre à l'aide des fonctions elliptiques de Jacobi. Le calcul du taux de vorticité émis aux points de séparation est effectué à l'aide d'une nouvelle méthode d'émission de vorticité qui place un bout de feuille de vorticité près des points de séparation pour simuler la couche de discontinuité. Une modélisation des bulles de séparation est effectuée par l'introduction d'un bout de feuille de vorticité le long des parois latérales du cylindre. La simulation emploie la rediscrétisation des feuilles de vorticité et réduit de façon systématique l'intensité des vortex émis. Les distributions de pression sur les parois du cylindre sont obtenues par intégration de l'équation d'Euler instationnaire. Les résultats des simulations illustrent le processus de formation tourbillonnaire présent à l'aval des cylindres. Les coefficients de pression obtenus sont en bon accord avec les mesures expérimentales sur la face frontale et sont en général un peu trop négatifs dans la zone d'écoulement séparé. L'optimisation complète du modèle reste à être effectuée.