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àČtude du champ dynamique autour d'un réseau de quatre cylindres placé dans un écoulement à† surface libre.

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par Abdoulaye Haroun Boukoun
université de ngaoundéré - Mastter 2 2014
  

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TABLE DES MATIERES

DEDICACE i

REMERCIEMENTS ii

TABLE DES MATIERES iv

NOMENCLATURE vii

LISTE DES FIGURES viii

LISTE DES TABLEAUX ix

RESUME x

ABSTRACT xi

INTRODUCTION GENERALE 1

CHAPITRE I: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 2

I.1 Différents régimes de l'écoulement autour d'un cylindre 2

I.11 Ecoulement rampant 2

I.12 Ecoulement stationnaire décollé 3

I.13- Régime laminaire instationnaire 2D 3

II. Forces de trainée 5

II.1- Trainée de pression et trainée visqueuse 5

II.1.1- Influence de la rugosité de la surface 6

III. Généralité sur la couche limite 8

III.1 Structure de la couche limite turbulente 9

a. Région interne 10

b. Région externe 11

III.2 Effet d'un gradient de pression sur le développement de la couche limite 12

IV. Généralité sur les écoulements à surface libre 12

IV.1 L'effet de la surface libre 13

IV.2 Analyse statistique 13

V- Etudes expérimentales 15

VI-Etudes numériques 18

CHAPITRE II : DESCRIPTION DU PROBLEME ET FORMULATION MATHEMATIQUE

21

II-1- Description du problème physique 21

II.2 - Formulation mathématique 21

II.2.1- Hypothèses simplificatrices 21

Mémoire de Master Recherche en physique. Rédigé par Haroun Boukoun Abdoulaye Page v

II-3 Equation de continuité 22

II-3.1 Equation de quantité de mouvement 22

II-3.2 Equation de transport de quantité de mouvement 22

II-3.3 Intensité de turbulence 24

II-3.4 Modèle de turbulence k- 24

a- Equation de transport du modèle k-epsilon réalisable 24

b-Equation de transport de l'énergie cinétique turbulente k : 24

c- Modèle aux tensions de Reynolds (RSM) 25

II-3.5 Equations adimensionnelles 25

II-4- Les équations pour un écoulement diphasique et turbulent 26

II-5 Modélisation de la méthode de volume finis 27

II-6 Problème de fermeture du système 27

II-6.1 Modèles de fermeture en hydrodynamique 28

II-6.2 Equation de l'énergie cinétique turbulente k 28

II-6.3 Equation de transport du taux de dissipation 29

II-6.4 Conditions aux limites associées aux équations 29

CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION 30

3.1- Introduction 30

3.2- GAMBIT 30

3.3 Géométrie 30

a- Maillage du domaine de calcul 30

3-4 Présentation du code de calcul FLUENT 31

3.5 Traitement près de la paroi 31

3.6 Champ moyen 32

3.7 -Champ turbulent 33

3.8 Intégration des Conditions aux limites 33

3.9-Choix des schémas de discrétisation 34

a- L'algorithme simple 34

b- Séquences de l'algorithme simple 36

3.10 Convergence des calculs 36

3.11 ETUDE DU CHAMP DYNAMIQUE 37

a-Topologie des sillages 37

b-Profils de vitesse longitudinale adimensionnelle U+= f (Y+) 40

c-Détermination de l'épaisseur de la couche limite dynamique 41

Mémoire de Master Recherche en physique. Rédigé par Haroun Boukoun Abdoulaye Page vi

3.12- Champ de pression adimensionnelle 42

a- Profils de pression adimensionnelle U+= f (Y+) 44

4- COMPARAISON DES RESULTATS 45

CONCLUSION ET PERSPECTIVES 48

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 49

ANNEXES 53

Mémoire de Master Recherche en physique. Rédigé par Haroun Boukoun Abdoulaye Page vii

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