LA PRESENTE ETUDE A ETE ENTREPRISE AFIN DE MIEUX COMPRENDRE LA DEFAILLANCE DES MODELES DE TURBULENCE A EQUATIONS DE TRANSPORT DANS LE CAS D'ECOULEMENT PARIETAUX A FORT GRADIENT DE PRESSION DEFAVORABLE. POUR CELA, UNE EXPERIENCE A ETE IMAGINEE DANS LAQUELLE UN ECOULEMENT DE CANAL PLAN ETABLI EST SOUMIS A UNE FORTE DECELERATION AU TRAVERS D'UN DIFFUSEUR PLAN ASYMETRIQUE. LA DIFFERENCE ESSENTIELLE ENTRE CETTE CONFIGURATION ET LE CAS, PLUS SOUVENT ETUDIE, DE COUCHE LIMITE DECELEREE RESIDE DANS LA STRUCTURE DE LA ZONE EXTERNE QUI EST PLEINEMENT TURBULENTE DANS NOTRE CAS ET INTERMITTENTE POUR UNE COUCHE LIMITE. LA COMPARAISON AVEC LES RESULTATS DE CALCUL ISSUS DU MODELE (, ) EST PRESENTEE, AVEC L'INTENTION DE MONTRER QUE L'HYPOTHESE SELON LAQUELLE LA DEFICIENCE CONNUE DU MODELE EN ZONE EXTERNE POURRAIT-ETRE RELIEE A LA PRESENCE DU PHENOMENE D'INTERMITTENCE. LES RESULTATS OBTENUS SEMBLENT INDIQUER QUE LES PREDICTIONS D'UN ECOULEMENT DE PAROI EN TURBULENCE PLEINEMENT DEVELOPPEE NE PRESENTENT PAS LES DEFAILLANCES OBSERVEES EN COUCHE LIMITE DECELEREE. LE COEFFICIENT DE FROTTEMENT, LES EPAISSEURS CARACTERISTIQUES, LES PROFILS DE VITESSE DEFICITAIRE ET LES PROFILS DES GRANDEURS TURBULENTES SONT EN BON ACCORD AVEC L'EXPERIENCE. EN CONSEQUENCE, EN LES SENSIBILISANT AU PHENOMENE D'INTERMITTENCE, ON EST AMENE A PENSER QUE LA REPONSE DES MODELES POURRAIT-ETRE AMELIOREE.

etude d'une couche limite bidimensionnelle se developpant sur un cylindre dont l'axe est parallele a la direction de la vitesse exterieure. a une position ou l'ecoulement est pleinement developpe une partie du cylindre est mise en rotation, creant ainsi des effets tridimensionnels qui peuvent etre importants. mesures de pression et de vitesse moyenne dans la sous-couche a proximite de la paroi. determination des coefficients de frottement et mesures de turbulence. analyse numerique a l'aide d'un schema de longueur de melange modifie

DETERMINATION DU COMPORTEMENT DES CHAMPS MOYENS DE LA VITESSE AXIALE LONGITUDINALE ET DES CHAMPS MOYENS ET FLUCTUANT DE LA TEMPERATURE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT INITIALEMENT PLEINEMENT DEVELOPPE DANS UN TUBE CYLINDRIQUE HORIZONTAL ET FORTEMENT CHAUFFE PAR LES PAROIS

Ce livre présente une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs, du tenseur de Reynolds, de vitesses moyennes et des écoulements secondaires. Après avoir déterminer les paramètres de paroi, on a analysé et interprété les lois de similitude des composantes du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds capables de restituer l'anisotropie de la turbulence et son amplification près de la paroi et de la surface libre. Après une étude comparative de plusieurs modèles, on a adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). L'analyse des prédictions du modèle montre qu'il reproduit correctement le comportement des contraintes turbulentes ainsi que la structure des écoulements secondaires.

ETUDE EXPERIMENTALE DANS L'AIR. MESURE DES DISTRIBUTIONS DE PRESSION ET DE VITESSES. DETERMINATION DES PERTES DE CHARGE DANS LA MAQUETTE ET DES CONTRAINTES DE FROTTEMENT A LA PAROI. ETUDE DU CHAMP TURBULENT ET DES DISTRIBUTIONS DES DIVERSES FLUCTUATIONS DE VITESSE ET DE TENSION DE REYNOLDS. ANALYSE SPECTRALE DES COMPOSANTES TURBULENTES DE VITESSE. ON PRECISE LES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT ETUDIE. VISUALISATION DANS L'EAU ILLUSTRANT LES RESULTATS OBTENUS DANS L'AIR. UNE PREDETERMINATION NUMERIQUE A L'AIDE DU MODELE DE TURBULENCE K-EPSILON EST APPLIQUEE A CE CAS D'ECOULEMENT COMPLEXE

MISE AU POINT D'UNE METHODE DE CALCUL POUR UN ECOULEMENT TURBULENT PRESENTANT UNE ZONE DE RECIRCULATION ETENDUE DANS LE CAS D'UN ECOULEMENT BIDIMENSIONNEL EN MOYENNE. LA CONFIGURATION ETUDIEE EST CELLE DE LA DOUBLE MARCHE (ELARGISSEMENT SYMETRIQUE BRUSQUE D'UN CANAL PLAN). CHOIX DU MODELE DE TURBULENCE DANS LE CADRE DES MODELES A VISCOSITE TURBULENTE. RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DU MODELE, DISCRETISEES SUR UN MAILLAGE CARTESIEN A PAS VARIABLE. ETUDE DETAILLEE DU CAS D'UN ECOULEMENT DE CANAL ETABLI A NOMBRE DE REYNOLDS FAIBLE OU ELEVE

L'ETUDE EXPERIMENTALE QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE DE THESE CONCERNE LA CARACTERISATION DE LA STRUCTURE MOYENNE ET INSTANTANEE DES SILLAGES INERTES ET REACTIFS SE DEVELOPPANT DERRIERE UN OBSTACLE PLACE DANS UN CANAL ALIMENTE PAR DE L'AIR OU PAR UN PREMELANGE DE PROPANE ET D'AIR. CETTE ETUDE SE PLACE DANS LE CADRE DE LA VALIDATION ET L'AMELIORATION DES CODES DE CALCUL ET DES MODELES DE TURBULENCE INCLUANT LA SEPARATION DES ECHELLES COHERENTES ET ENERGETIQUES DES ECHELLES DISSIPATIVES A CARACTERE ISOTROPE ET UNIVERSEL. L'ECOULEMENT DE CANAL EN AMONT DE LA VEINE D'ESSAI, AINSI QUE LES ECOULEMENTS DE SILLAGES INERTES ET REACTIFS SONT ETUDIES AU MOYEN D'UN VELOCIMETRE DOPPLER LASER POUR LE CHAMP DE VITESSE, DE THERMOCOUPLES POUR LE CHAMP DE TEMPERATURE. DES TRAITEMENTS STATISTIQUES APPROPRIES FOURNISSENT LES MOMENTS STATISTIQUES D'ORDRE 1 A 4, LES FONCTIONS DENSITE DE PROBABILITE, LES DENSITE SPECTRALE D'ENERGIE AINSI QUE LES ECHELLES DE LA TURBULENCE. NOUS NOUS INTERESSONS PLUS SPECIFIQUEMENT AUX MODIFICATIONS QU'INDUIT LA COMBUSTION SUR LES CARACTERISTIQUES DE LA TURBULENCE ET DES STRUCTURES COHERENTES TYPIQUES DES ECOULEMENTS DE SILLAGE ETUDIES. NOUS MONTRONS QUE L'INTRODUCTION DE LA COMBUSTION DANS LE SILLAGE EST RESPONSABLE D'UNE RESTRUCTURATION COMPLETE DU SILLAGE AVEC LA DISPARITION DES STRUCTURES PERIODIQUES DUES A L'ECHAPPEMENT TOURBILLONNAIRE ALTERNES. LA DECOMPOSITION DE L'ENERGIE ASSOCIEE AU MOUVEMENT INSTATIONNAIRE DANS LE DOMAINE SPECTRAL MONTRE QUE LA COMBUSTION INDUIT EGALEMENT UNE MODIFICATION DES FLUCTUATIONS DE VITESSE ASSOCIEES AUX MOUVEMENTS STOCHASTIQUES. L'ENSEMBLE DES ECHELLES ET DES GRANDEURS STATISTIQUES DETERMINEES DANS CETTE ETUDE EST ANALYSE DANS LE BUT DE PRECISER LA COHERENCE ET LE DOMAINE DE VALIDITE DES DIFFERENTS MODELES ET EQUATIONS DE FERMETURE HABITUELLEMENT UTILISES POUR LES TRANSPORTS ET LA COMBUSTION POUR UNE MODELISATION NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TURBULENTS REACTIFS.