Sillage d'une sphère dans un écoulement turbulent

Abstract

Ce travail est une étude expérimentale du sillage d'une sphère dans une turbulence intense dont les échelles sont proches du diamètre de la sphère pour des nombres de Reynolds particulaires allant de 100 à 1000. Les mesures du champ de vitesse par anémométrie laser conduisent à distinguer deux régions de l'écoulement. A moins de 6 rayons l'écoulement est semblable à celui d'une sphère dans un écoulement laminaire. Au-delà, la structure du sillage présente les propriétés suivantes : décroissance du déficit de vitesse moyenne en z à la puissance -2 , existence d'une région centrale près de l'axe où la turbulence bien qu'uniforme reste fortement anisotrope, niveau de fluctuation imposé par la turbulence externe. Ceci conduit au résultat remarquable que le déficit de vitesse moyenne normalisé par la fluctuation de vitesse de la turbulence incidente est indépendant du nombre de Reynolds.