Investigation and control of bluff body turbulent wakes : aerodynamic drag reduction
Les véhicules à culot droit sont très répandus sur le marché automobile pour leur haut niveau de commodité. Un objectif important de cette thèse est d'étudier leur traînée et de la réduire. Le sillage à l'arrière du véhicule a une contribution importante à cette traînée. L'objectif de...
Kaydedildi:
| Yazar: | |
|---|---|
| Diğer Yazarlar: | , , , , , , |
| Materyal Türü: | Thèse numérique |
| Dil: | Anglais |
| Baskı/Yayın Bilgisi: |
2022.
|
| Konular: | |
| Online Erişim: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2022ORLE1030_va.pdf http://www.theses.fr/2022ORLE1030/abes https://theses.hal.science/tel-04127265 |
| Not: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Laurent Cordier (Président du jury) ; Emmanuel Guilmineau, Nicolas Mazellier, Fabien Harambat (Membre(s) du jury) ; Laurent Keirsbulck, Iraj Mortazavi (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Étude et contrôle des sillages turbulents de corps à culot droit :, réduction de la traînée aérodynamique |
| Özet: | Les véhicules à culot droit sont très répandus sur le marché automobile pour leur haut niveau de commodité. Un objectif important de cette thèse est d'étudier leur traînée et de la réduire. Le sillage à l'arrière du véhicule a une contribution importante à cette traînée. L'objectif de cette étude est d'analyser ce sillage et d'utiliser le contrôle par des volets horizontaux et verticaux pour réduire sa traînée. Dans ce contexte, la présente étude vise à enrichir quelques contributions à ce domaine à un nombre de Reynolds (basé sur la hauteur du modèle) de ReH = 7.7 x 10^5. Dans un premier temps, une combinaison des campagnes expérimentales et numériques a été utilisée pour caractériser la topologie de l'écoulement moyen, et analyser les caractéristiques instationnaires du sillage qui se développe en aval d'un véhicule simplifié à culot droit. Le résultat principal de cette comparaison approfondie, entre l'expérience et la simulation, en utilisant deux modèles de turbulence (RANS et RANS -LES (DDES)), est que le modèle DDES est le mieux pour capter la physique complexe de cet écoulement. Il donne un bon accord avec l'expérience. De plus, la sensibilité du sillage et les principaux modes instationnaires des petites modifications géométriques ont été interprétés. Aussi, les effets des volets sur le sillage ont été déterminés en fonction des paramètres physiques tels que : la longueur de la région de recirculation, l'évolution de la vitesse et le comportement de la turbulence. En termes d'analyse de la traînée, la contribution de la pression et de la turbulence a pu être quantifiée en utilisant l'équation du bilan de quantité de mouvement. Le bilan a été fait sur une surface fermée incluant la base du corps e l'interface de zone de recirculationn (RRI). Ce bilan a permis de quantifier les changements dans le sillage. Square-back shapes are widespread in the automotive market for their high level of convenience. An important goal of this thesis is to study their drag and to reduce them. At the rear, the wake of a vehicle has an essential contribution to this drag. Therefore, the objective of this study is to analyze this wake and use the control with horizontal and vertical flaps to reduce it. For this reason, square back Ahmed's body is selected and studied at a Reynolds number ReH = 7.7 x 10^5, based on the model height. Initially, an experimental-numerical simulation combination was used to characterize the time-averaged flux topology and inspect the unsteady features of the wake, which is developing downstream into a simplified square-back ground vehicle. The main result of this extensive comparison, between the experiments and the numerical simulation, using two turbulence models (RANS and RANS-LES (DDES)), is that the DDES model is the best to predict the complex physics of this flow. Furthermore, the drag reduction, wake sensitivity and the main unsteady modes of small geometrical modifications have been interpreted. Consequently, the flap effects on the wake are addressed via considering physical parameters such as: recirculation region length, velocity and turbulence behavior. In terms of drag mechanism analysis, this study investigates the contribution of the pressure and the turbulence quantities on the drag, through the momentum budget equation. The assessment was done on a closed surface including the base of the body and the recirculation region interface (RRI). This assessment quantified the changes in the wake. |
|---|---|
| Diğer Bilgileri: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Laurent Cordier (Président du jury) ; Emmanuel Guilmineau, Nicolas Mazellier, Fabien Harambat (Membre(s) du jury) ; Laurent Keirsbulck, Iraj Mortazavi (Rapporteur(s)) |
| Materyal Türü: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |