L'ETUDE PRESENTEE PORTE SUR L'EVOLUTION DES ECOULEMENTS TURBULENTS HOMOGENES A FAIBLE NOMBRE DE MACH SUBISSANT UNE COMPRESSION. L'OBJECTIF EST, D'UNE PART, DE FOURNIR DES DONNEES EXPERIMENTALES NOUVELLES ET, D'AUTRE PART, DE PROPOSER UNE MODELISATION DES PHENOMENES OBSERVES. CETTE ETUDE S'APPLIQUE EN PARTICULIER AUX ECOULEMENTS INTERNES DANS LES CHAMBRES DE COMBUSTION DES MOTEURS A PISTON. LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL UTILISE PERMET DE CREER UNE TURBULENCE EN DEPLACANT UNE GRILLE DANS UN CYLINDRE ET DE COMPRIMER CELLE-CI PAR DEPLACEMENT D'UN PISTON. LES MESURES SONT REALISEES PAR ANEMOMETRIE LASER A EFFET DOPPLER. LA VITESSE MOYENNE ET LA VARIANCE DES FLUCTUATIONS SONT DEDUITES DE MOYENNES D'ENSEMBLE PORTANT SUR 500 REALISATIONS POUR CHAQUE POINT DE MESURE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT, QU'AU CENTRE DE LA CHAMBRE ET EN L'ABSENCE DE COMPRESSION, LA TURBULENCE EST QUASIMENT HOMOGENE ET DECLINE SUIVANT UNE LOI DE PUISSANCE DU TEMPS. ILS PERMETTENT DE VERIFIER, QU'EN L'ABSENCE DE TURBULENCE INITIALE, LA COMPRESSION CREE UN ECOULEMENT QUASIMENT LAMINAIRE ET UNIFORME. LORSQUE LA TURBULENCE EST COMPRESSEE, LES MESURES SONT ANALYSEES DANS UN REPERE SUIVANT LE MOUVEMENT MOYEN. LES RESULTATS MONTRENT QUE L'HOMOGENEITE DE LA TURBULENCE EST RELATIVEMENT BIEN CONSERVEE ET QUE LA COMPRESSION AMPLIFIE L'ENERGIE CINETIQUE MASSIQUE DE LA TURBULENCE AINSI QUE SON TAUX D'ANISOTROPIE. UN MODELE POUR LA TURBULENCE HOMOGENE ISOTROPE SUBISSANT UNE COMPRESSION ISOTROPE EST PROPOSE. CE MODELE FAIT L'HYPOTHESE, VALABLE A PETIT NOMBRE DE MACH, QUE LE CHAMP DE VITESSE FLUCTUANTE RESTE A DIVERGENCE NULLE. IL REND COMPTE DE DEUX EFFETS ESSENTIELS: L'EFFET DE REDUCTION DE VOLUME QUI PEUT ETRE CALCULE EXACTEMENT EN UTILISANT UNE TRANSFORMATION SUR LES VARIABLES DE TEMPS ET D'ESPACE ET L'EFFET DES VARIATIONS DE VISCOSITE CINEMATIQUE. CE SECOND EFFET, QUI EST IMPORTANT LORSQUE LA COMPRESSION EST RAPIDE RELATIVEMENT AU DECLIN DE LA TURBULENCE INITIALE, PROVOQUE L'APPARITION D'UN ECART ENTRE LE FLUX D'ENERGIE DES GRANDES VERS LES PETITES ECHELLES TURBULENTES ET LE TAUX DE DISSIPATION. CE PHENOMENE EST DECRIT PAR UNE EQUATION D'EVOLUTION POUR CES DEUX QUANTITES. LE MODELE OBTENU QUI COMPREND TROIS EQUATIONS PERMET DE REPRODUIRE DES RESULTATS OBTENUS PAR SIMULATION NUMERIQUE DIRECTE. DANS LE CAS OU LA COMPRESSION EST AXIALE, CES IDEES SONT REPRISES POUR CORRIGER DES MODELES USUELS DE CALCUL DU TENSEUR DE REYNOLDS. ON MONTRE EN PARTICULIER QUE LA PRISE EN COMPTE DES EFFETS DES VARIATIONS DE VISCOSITE AMELIORE LES PREDICTIONS DE L'ENERGIE CINETIQUE D'ENVIRON 10% POUR LES CAS EXPERIMENTAUX PRESENTES

L'ETUDE THEORIQUE DES CARACTERISTIQUES ANISOTROPES D'UNE TURBULENCE HOMOGENE SOUMISE A DES GRADIENTS MOYENS PLANS EST ABORDEE DANS L'ESPACE SPECTRAL. DIFFERENTS COUPLAGES DU TAUX DE ROTATION/DEFORMATION SONT EXAMINES DE PART ET D'AUTRE DU CAS CENTRAL DE CISAILLEMENT PUR. LA RESOLUTION DU PROBLEME LINEAIRE EST REALISEE SUR L'EQUATION DU SPECTRE DE LA FLUCTUATION DE VITESSE. LA SOLUTION NUMERIQUE EST DETAILLEE DANS LE CAS DES ECOULEMENTS ELLIPTIQUES AFIN DE FAIRE LE LIEN AVEC LES ETUDES DE STABILITE DE CES ECOULEMENTS PERIODIQUES. L'APPROCHE NON LINEAIRE PORTE SUR L'EQUATION DU TENSEUR SPECTRAL D'ORDRE 2. UNE FERMETURE DU TYPE EDQNM EST UTILISEE POUR DECRIRE L'EVOLUTION DES CORRELATIONS TRIPLES. LE CALCUL DU TERME NON LINEAIRE DE L'EQUATION DE CRAYA EST SIMPLIFIE EN UTILISANT UNE DECOMPOSITION EN HARMONIQUES SPHERIQUES POUR LE TENSEUR D'ORDRE 2. L'ETUDE EXPERIMENTALE, MENEE PARALLELEMENT, FOURNIT LES EVOLUTIONS ANISOTROPES DES TENSIONS DE REYNOLDS POUR LES CAS DE COUPLAGE SUIVANTS: DEFORMATION PURE PLANE, DEFORMATION DOMINANTE, CISAILLEMENT PUR ET ROTATION DOMINANTE. LES RESULTATS LINEAIRES DONNENT LES TENDANCES DE L'ANISOTROPIE. PAR CONTRE, LE CALCUL NON LINEAIRE SE HEURTE A UN PROBLEME DE REALISABILITE DU TENSEUR SPECTRAL. CET ECUEIL TEND A PROUVER QUE LE DEGRE DE TRONCATURE DES SERIES D'HARMONIQUES SPHERIQUES, CHOISI EGAL A 2, POUR UNE SIMPLIFICATION DE LA MODELISATION, EST TROP BAS

Under the auspices of the Euromech Committee, the Fifth European Turbulence Conference was held in Siena on 5-8 July 1994. Following the previous ETC meeting in Lyon (1986), Berlin (1988), Stockholm (1990) and Delft (1992), the Fifth ETC was aimed at providing a review of the fundamental aspects of turbulence from a theoretical, numerical and experimental point of view. In the magnificent town of Siena, more than 250 scientists from all over the world, spent four days discussing new ideas on turbulence. As a research worker in the field of turbulence, I must say that the works presented at the Conference, on which this book is based, covered almost all areas in this field. I also think that this book provides a major opportunity to have a complete overview of the most recent research works. I am extremely grateful to Prof. C. Cercignani, Dr. M. Loffredo, and Prof. R. Piva who, as members of the local organizing committee, share the success of the Conference. I also want to thank Mrs. Liu' Catena, for her invaluable contribution to the work done by the local organizing committee and the European Turbulence Committee in the scientific organization of the meeting. The "Servizio Congressi" of the University of Siena provided perfect organization in Siena and wonderful hospitality. The Conference has been supported by CNR, Cira, Alenia, the Universities of Rome "Tor Vergata" and "La Sapienza".

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.

Der Band enthält den Abschlußbericht des DFG-Schwerpunktprogramms "Flußsimulation mit Höchstleistungsrechnern". Es führt die Arbeiten fort, die schon als Band 38 in der Reihe "Notes on Numerical Fluid Mechanics" erschienen sind.Work is reported, which was sponsored by the Deutsche Forschungsgemeinschaft from 1993 to 1995. Scientists from numerical mathematics, fluid mechanics, aerodynamics, and turbomachinery present their work on flow simulation with massively parallel systems, on the direct and large-eddy simulation of turbulence, and on mathematical foundations, general solution techniques and applications. Results are reported from benchmark computations of laminar flow around a cylinder, in which seventeen groups participated.

Cette thèse est consacrée à l'étude de la turbulence homogène stratifiée instable, un écoulement idéalisé décrivant l'évolution de la turbulence au sein d'une zone de mélange de type Rayleigh-Taylor. Cette approche se concentre sur l'évolution des quantités fluctuantes ;l'influence de l'écoulement moyen est prise en compte au travers d'un gradient moyen de densité. Un modèle spectral est utilisé pour étudier cette turbulence, conjointement à des simulations numériques directes. En comparaison avec ces simulations, l'étape de validation du modèle met en lumière le rôle des termes de stratification sur la dynamique du transfert d'énergie. Une première étude montre l'établissement, dans l'état autosemblable, de lois d'échelles ainsi que l'influence de la distribution initiale d'énergie sur l'état asymptotique et sur l'anisotropie de l'écoulement. Dans une seconde étude, la rétroaction de la turbulence sur le gradient moyen est introduite, dans un premier temps, afin de rapprocher la dynamique autosemblable de la turbulence homogène stratifiée instable de celle observée en turbulence Rayleigh-Taylor. Dans un second temps, l'influence d'un renversement de la stratification sur la dynamique du mélange est étudiée au travers d'un profil d'accélération variable.

L'étude de la turbulence constitue sans aucun doute la branche la plus complexe de la mécanique des fluides. L'ouvrage Eléments de turbulence propose un exposé complet du sujet tout en étant concis. Il vise à combler une lacune en présentant dans un texte unifié un ensemble de concepts et d'équations que l'on trouve épars dans des traités ou des articles de périodique souvent inaccessibles pour les non-spécialistes. Le livre s'adresse en premier lieu aux étudiants des cycles supérieurs qui abordent cette discipline après avoir suivi un premier cours de mécanique des fluides. Les ingénieurs praticiens désirant parfaire leurs connaissances y trouveront également une source de renseignements très utile. Dans les deux premiers chapitres, l'auteur se penche sur la transition vers la turbulence, les échelles, l'approche statistique et les hypothèses de fermeture courantes. Les chapitres suivants traitent des solutions de similitude classiques des équations de transport en conduite et en écoulement libre, du raccordement des profils entre les régions de la paroi et du défaut de vitesse, de la turbulence homogène, de l'approche spectrale et des méthodes expérimentales. Outre la présentation théorique, l'ouvrage comporte de nombreux graphiques et illustrations, douze exercices et soixante-quatorze problèmes. [Source : 4e de couv.]