Sébastien Michelin

Séminaire régulier
AME Dept, UC San Diego

Le couplage entre la dynamique d'un solide et celle du fluide alentour est au coeur d'une variété de problèmes fondamentaux (chute d'une carte, battement d'un drapeau), industriels et biophysiques (vols d'insecte et propulsion aquatique). L'interdépendence des équations de la dynamique du fluide et du solide rend complexe et coûteuse la simulation numérique directe de ces interactions.

Pour un solide élancé en interaction avec un écoulement non-turbulent de haut Re, la séparation des couches limites aux bords anguleux du solide génère des tourbillons de sillage et les forces de pression dominent les forces visqueuses sur le solide. Ces deux caractéristiques sont utilisées pour obtenir un modèle simplifié 2D d'interaction entre un solide fin et un écoulement rapide, basé sur la théorie des ecoulements potentiels et la représentation du sillage par une distribution de vortex points d'intensité variable (vortex de Brown-Michael). Le problème fluide-solide se réduit alors au couplage entre la dynamique du solide et des vortex.

Différentes applications de ce modèle seront présentées pour des solides rigides ou flexibles : chute d'une carte rigide dans un fluide au repos, modes de battement d'un drapeau dans un ecoulement axial et effet de la flexibilité sur l'efficacité propulsive d'une aile battante.