Analyse : simulation avec épis et îlots

Dans cette partie, nous allons approfondir ce que nous avons observé dans la partie précédente.

 

Zone 1

La zone 1 est beaucoup plus stable dans notre cas que dans le cas de la simulation avec batardeaux. Elle mérite donc que l'on s'y penche pour déterminer au mieux les mécanismes à l'oeuvre.

En outre, cette étude permettra de déterminer les fréquences déjà présentent à l'entrée de la zone 2. Ceci permettra de rendre compte quelles fréquences apparaissent vraiment dans cette zone fortement turbulente, et s'il ne s'agit pas simplement d'une amplification de bruit.

 

Zone 2

 

Instabilités de cisaillement

La zone 2, qui se trouve au niveau de la courbure du stade, est le siège d'un écoulement assez turbulent. Cette turbulence serait a priori induite en grande partie par la présence d'îlots.  En effet, nous observons sur la simulation des instabilités de cisaillement avec émissions de structures tourbillonnaires derrière les îlots (indiqués par des flèches ci-dessous).

Tourbillons derrière les îlots

L'analyse n'est pas aisée puisque les conditions ressemblent peu aux cas simplifiés idéaux rencontrés dans la littérature. En effet,  les îlots ne sont pas des cylindres. En outre, l'écoulement de part et d'autre du premier îlot n'est pas symétrique, un débit plus important passe à droite de celui-ci. Les deux îlots, distants d'environ 23m, sont disposés en tandem : les vortex générés par le premier îlot influencent les vortex générés par le second. Enfin, les tourbillons peuvent interagir avec la paroi non rectiligne toute proche. 

Nous remarquons d'ailleurs que l'émission de ces tourbillons n'est pas rigoureusement alternée comme dans les modèles. Les deux tourbillons qui se forment à l'aval des deux îlots sont présents en même temps, et les conditions dans lesquelles ils se forment ne sont pas claires : les vecteurs vitesses ne sont pas du tout stables dans la zone.

Nous pouvons néanmoins essayer de déterminer les fréquences d'émission de ces tourbillons. Pour cela, nous avons relevé l'évolution de la hauteur d'eau au cours du temps en différents points. Nous remarquons que ces signaux sont périodiques. Nous avons donc appliqué la transformée de Fourier afin de déterminer les fréquences caractéristiques.

 

Propagation d'informations vers l'aval

Regardons maintenant si ces turbulences peuvent perturber l'aval du stade d'eaux vives. Pour cela nous effectuons une analyse des variations de hauteur d'eau dans la zone 3.

 

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