The laminar flow around a square block mounted at a short distance form the leading edge of a flat plate is investigated both experimentally and numerically. The Reynolds number, based on the obstacle width, is 1000. A detailed analysis of the junction flow shows how pressure and velocity can be influenced by the proximity between the obstacle and the leading edge of the plate. Calculations with the obstacle in the vicinity of the inlet boundary are in poor agreement with experiments. A change in the computational domain geometry in the upstream side of the plate is introduced and leads to a significant improvement of the description of the vortical structure formed upstream of the obstacle. The slight discrepancies remaining between calculations and experiments have little influence on the dynamics of the wake flow description and particularly on the frequency of vortex shedding.
Une étude expérimentale et numérique est menée sur un écoulement laminaire à autour d'un obstacle de base carrée placé au voisinage du bord d'attaque d'une plaque plane. Une étude détaillée montre l'influence que peut avoir cette proximité entre l'obstacle et le bord d'attaque de la plaque sur le champ de pression et de vitesse. Des simulations avec une limite amont du domaine de calcul proche de l'obstacle donnent des résultats relativement différents des mesures. L'introduction d'une modification de la géométrie du domaine de calcul dans la région amont de la plaque permet une amélioration notable de la description de la structure tourbillonnaire formée autour de l'obstacle. Néanmoins, de légères différences sont encore présentes entre calcul et expérience. Leurs influences sur la dynamique de l'écoulement de sillage sont faibles, notamment pour ce qui concerne la fréquence de lâchage tourbillonnaire.
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Mots-clés : Mécanique des fluides numérique, Tourbillon en fer à cheval, Simulation Numérique Directe Tridimensionnelle, Vélocimétrie par Imagerie de Particules, Topologie
Sébastien Rouvreau 1; Laurent David 2; Damien Calluaud 2; Pierre Joulain 1
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Sébastien Rouvreau; Laurent David; Damien Calluaud; Pierre Joulain. Laminar junction flow at low Reynolds number: influence of the upstream region on the comparison between experiments and calculations. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 3, pp. 265-272. doi : 10.1016/j.crme.2004.11.010. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2004.11.010/
[1] Kinetical studies of the flows around free or surface-mounted obstacles, applying topology to flow visualization, J. Fluid Mech., Volume 86 (1978) no. 1, pp. 179-200
[2] The flow around a surface-mounted cube in uniform and turbulent streams, J. Fluid Mech., Volume 79 (1977) no. 2, pp. 307-335
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[4] The laminar horseshoe vortex, J. Fluid Mech., Volume 95 (1979) no. 2, pp. 347-367
[5] The flow around surface-mounted obstacles placed in a fully developed channel flow, J. Fluid Engrg. ASME, Volume 115 (1993), pp. 85-92
[6] Status of large eddy simulation: results of a workshop, J. Fluid Engrg. ASME, Volume 119 (1997) no. 2, pp. 248-262
[7] Ecoulement laminaire autour d'un cylindre de section carrée. Comparaison calcul expérience, Congrès Français de Mécanique, Nancy, no 372, 2001, pp. 1-6
[8] D. Calluaud, Développement d'une méthode de mesures tridimensionnelles par PIV stéréoscopique. Application à l'étude de l'écoulement naissant et établi autour d'un parallélépipède, Thèse de l'Université de Poitiers, 2003
[9] Fire Dynamics Simulator – Technical Reference Guide (Version 2), 2000
Cited by Sources:
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