LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES TRIDIMENSIONNELLES ONT ETE RESOLUES POUR PREDETERMINER L'ECOULEMENT DERRIERE UN CYLINDRE CIRCULAIRE. LES CARACTERISTIQUES DYNAMIQUES DE CETTE SIMULATION ONT ETE COMPAREES A CELLES ISSUES DU CALCUL BIDIMENSIONNEL ET ONT PERMIS DE FAIRE APPARAITRE LA BIFURCATION TRIDIMENSIONNELLE AINSI QUE DES NOUVELLES STRUCTURES (TOURBILLONS LONGITUDINAUX ET TRANSVERSAUX). LES DISCONTINUITES OBSERVEES EXPERIMENTALEMENT DANS LA RELATION DU NOMBRE DE STROUHAL EN FONCTION DU NOMBRE DE REYNOLDS ONT ETE SIMULEES ET EXPLIQUEES. L'ETUDE SPECTRALE DU SILLAGE ET L'EVOLUTION SPATIALE DE L'INSTABILITE DE VON KARMAN ONT EGALEMENT ETE EXAMINEES DANS CETTE ETUDE

Parallel CFD 2000, the Twelfth in an International series of meetings featuring computational fluid dynamics research on parallel computers, was held May 22-25, 2000 in Trondheim, Norway.Following the trend of the past conferences, areas such as numerical schemes and algorithms, tools and environments, load balancing, as well as interdisciplinary topics and various kinds of industrial applications were all well represented in the work presented. In addition, for the first time in the Parallel CFD conference series, the organizing committee chose to draw special attention to certain subject areas by organizing a number of special sessions.We feel the emphasis of the papers presented at the conference reflect the direction of the research within parallel CFD at the beginning of the new millennium. It seems to be a clear tendency towards increased industrial exploitation of parallel CFD. Several presentations also demonstrated how new insight is being achieved from complex simulations, and how powerful parallel computers now make it possible to use CFD within a broader interdisciplinary setting.Obviously, successful application of parallel CFD still rests on the underlying fundamental principles. Therefore, numerical algorithms, development tools, and parallelization techniques are still as important as when parallel CFD was in is infancy. Furthermore, the novel concepts of affordable parallel computing as well as metacomputing show that exciting developments are still taking place.As is often pointed out however, the real power of parallel CFD comes from the combination of all the disciplines involved: Physics, mathematics, and computer science. This is probably one of the principal reasons for the continued popularity of the Parallel CFD Conferences series, as well as the inspiration behind much of the excellent work carried out on the subject. We hope that the papers in this book, both on an individual basis and as a whole, will contribute to that inspiration. Further details of Parallel CFD'99, as well as other conferences in this series, are available at http://www.parcfd.org

Cette thèse a étudié les effets de rotation pariétale sur la transition laminaire-turbulente en nombre de Reynolds modéré et la modélisation de la turbulence d'écoulements instationnaires fortement détachés. Les étapes successives de la transition de l'écoulement autour d'un cylindre en rotation sont étudiées par simualtions numériques 2D et 3D. Les effets de rotation peuvent amplifier, maintenir ou atténuer les modes d'instabilité qui apparaissent d'une façon naturelle dans l'écoulement. L'amplification de l'instabilité 3D est étudiée à partir de la DNS et du modèle d'oscillateur global de Landau pour évaluer le nombre de Reynolds critique d'apparition de l'instabilité secondaires. L'analyse des structures organisées est réalisée par la POD. Les approches de macrosimulation statistique OES, Organised Eddy Simulation et hybride DES, Detached Eddy Simulation sont étudiées quant à leur capacité prédictive d'écoulements turbulents autour d'obstacles à nombre de Reynolds élevé.

Notre étude propose d'utiliser les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles afin d'analyser les étapes successives de l'écoulement autour d'un cylindre circulaire : de l'état bidimensionnel à l'état tridimensionnel. Au delà de la première bifurcation caractérisant le mode alterné de Von-Kàrmàn, nous étudions l'origine de l'apparition de phénomènes tridimensionnels dans le sillage, pour des nombres de Reynolds modérés compris entre 220 et 340. La simulation directe permet de détecter un premier mode ondulatoire transversal (ou mode A) par amplification de la troisième composante de vitesse. On examine une modification naturelle pouvant survenir au-delà du mode A : le phénomène de dislocation. A de plus hauts nombres de Reynolds, l'installation d'un autre mode ondulatoire transversal (ou mode B) est analysé. Une fois le premier mode ondulatoire transversal détecté par simulation directe, on explique son apparition à travers des théories de stabilité plus simplifiés. Enfin, les équations d'oscillateur global, comme les modèles de Landau et de Ginzburg-Landau, permettent de dissocier les phénomènes linéaires et non-linéaires des processus physiques obtenus par simulation. En prenant en compte les aspects temporels et spatiaux, nous qualifions la nature supercritique de l'instabilité au passage au mode B et quantifions le nombre de Reynolds critique associé.

Le but de cette thèse est d'analyser, par simulation numérique des équations de Navier-Stokes, des écoulements autour d'un profil d'aile et d'aile, d'un fluide visqueux dans des régimes principalement transsoniques instationnaires. Pour des nombres de Mach compris entre 0.2 et 0.98 et un nombre de Reynolds fixe à 10 puissance 4, des étapes de changements successifs ont pu être identifiées. L'écoulement passe d'un état stationnaire et symétrique vers un état instationnaire en développant une instabilité de type Von Kàrmàn et une instabilité de basse fréquence. Pour des nombres de Mach suffisamment importants, de fortes interactions choc-vortex sont mises en évidence. Parallèlement a cette étude, l'influence du nombre de Reynolds dans la gamme (500-10 puissance 4) pour un nombre de Mach égal a 0.85 est quantifiée. L'écoulement reste stationnaire jusqu'au nombre de Reynolds égal a 2200. au-delà, une instabilité de type Von Kàrmàn est présente. En dernière partie, l'étude d'un écoulement transsonique autour d'une aile d'envergure infinie, est effectuée. L'analyse de cet écoulement fournit la naissance de fluctuations de la troisième composante de vitesse w le long de l'envergure, conduisant ainsi, a la perte du caractère bidimensionnel et a la formation de structures tourbillonnaires longitudinales. Les fluctuations de w montrent clairement la présence d'une instabilité secondaire inhérente au caractère tridimensionnel de l'écoulement.

L'écoulement turbulent autour d'un cylindre circulaire à grand nombre de Reynolds est analysé expérimentalement en utilisant les techniques PIV, PIV Stéréoscopique et PIV haute cadence. Les nombres de Reynolds étudiés correspondent à l'entrée de l'écoulement dans le régime critique, marqué par la chute brutale de traînée. Le cylindre est placé en milieu confiné afin de permettre des comparaisons avec des simulations numériques effectuées sur un domaine réaliste. Une base de données permettant la validation et l'amélioration des modèles de turbulence pour les approches statistiques avancées est ainsi fournie. Une attention particulière est portée à la décomposition du mouvement en une composante organisée et une composante aléatoire. Pour ceci, la décomposition en moyenne de phase, puis la décomposition en modes propres orthogonaux (POD), sont appliquées et comparées. Les contributions de chacune des composantes du mouvement au tenseur des contraintes turbulentes sont ensuite analysées.

RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES EN FORMULATION VITESSE-PRESSION. COMPARAISON AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS PAR ANEMOMETRIE LASER.