Simulation de grande échelle de haute ordre du flux sur le modèle de voiture « Ahmed body »

La structure du flux turbulent sur un modèle automobile simplifié, le Ahmed body (S. R. Ahmed et G. Ramm, SAE Paper No. 8403001, 1984) avec une face arrière inclinée à 25°, est étudiée à l'aide de simulations de grande échelle de haute ordre (LES) à un nombre de Reynolds Re=768000. L'approche numérique est réalisée avec un solveur spectral Chebyshev-Fourier multidomaine et le corps bluff est modélisé avec une méthode de pseudopénalisation. La capacité LES est mise en œuvre grâce à une technique de viscosité spectrale nulle (SVV), avec une attention particulière à la région proche de la paroi. Une telle approche SVV-LES est étendue pour la première fois à un flux turbulent industriel tridimensionnel sur une géométrie complexe. Afin de mieux comprendre les interactions entre les séparations de flux et le comportement dynamique du sillage de vortex libéré, une analyse détaillée des structures de flux est fournie. La topologie du flux est bien capturée montrant une séparation partielle de la couche limite sur la face inclinée et l'occurrence de deux forts vortex traînants contrarotatifs s'étendant plus loin dans le sillage. Les interactions de ces grands vortex avec des structures plus petites rappelant des vortex en fer à cheval, dans la couche de cisaillement sur la face inclinée, forment de grandes structures hélicoïdales fournissant de forts phénomènes instables dans le sillage. Les champs de vitesse moyenne et les statistiques de turbulence montrent un accord global avec les expériences de référence de Lienhart et al. (DGLR Fach Symposium der AG SRAB, Université de Stuttgart, 15-17 novembre 2000). Afin de fournir un aperçu plus approfondi de la nature de la turbulence, le flux est analysé à l'aide de spectres de puissance et de la théorie invariante de la turbulence de Lumley Adv. Appl. Mech. 18, 123 (1978).