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Conférence Romain MATHIS le 25 mars 2011

14 mars 2011

Effets des grandes échelles de la turbulence dans les écoulements de paroi à hauts nombres de Reynolds
Conférence
25 mars 2011 à 14H00
Salle Castex
Romain MATHIS, Research Fellow of the Department of Mechanical Engineering, University of Melbourne, Australia

Résumé :
La couche limite turbulente, et plus généralement les écoulements en proche paroi, renferment une mul-
titude de processus, de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique. Lorsque le nombre de Reynolds
augmente, le ratio entre ces grandes et petites échelles de la turbulence devient incroyablement important.
De récentes investigations à grands nombres de Reynolds ont mis en évidence la présence de structures
étonnement longues dans la région logarithmique, considérablement plus grandes que toutes structures
présumées peupler jusqu’alors la turbulence de paroi. En outre, lorsque le nombre de Reynolds devient
suffisamment élevé, ces grosses structures ou structures cohérentes qui sont rattachées à la région loga-
rithmique, deviennent comparativement énergétique aux petites échelles qui peuplent l’écoulement très
proche de la paroi. Il est donc logique de considérer quels effets ces grandes échelles de la turbulence
peuvent avoir sur la turbulence de paroi. Nos récentes investigations à hauts nombres de Reynolds à
l’Université de Melbourne ont mis en évidence que ces grosses structures influencent significativement
les petites échelles en proche paroi. Notamment, un effet de superposition, ou empreinte, est clairement
observé sur la composante de vitesse longitudinale (consistant à la superposition d’une composante basse
fréquence sur la composante des petites échelles). Plus particulièrement, nous avons mis en évidence
que ces grandes structures de la région logarithmique exercent une modulation d’amplitude sur les pe-
tites échelles de la sous-couche visqueuse et la région tampon. Ce phénomène s’amplifie significativement
lorsque le nombre de Reynolds augmente. En se basant sur les phénomènes observés ci-dessus nous avons
développé un modèle permettant de reconstruire une grande partie de la couche interne de la couche
limite turbulente, uniquement à partir d’une information locale sur les grandes structures de la région
logarithmique.