Small groups of circular cylinders of equal diameter, in tandem, side-by-side and staggered configurations, were investigated in steady mean cross-flow, and under conditions of an impulsive start, for ReYnolds numbers from 500 to 6000. Experiments were conducted in water in three facilities, using flow visualization, hot-film anemometry and particle image velocimetry (PlV). The emphasis was on acquiring an improved physical understanding ofthe fluid behaviour, and the dynamics of the vortical structures in the flow, as the number of cylinders, the spacing between the cylinders, and the angle of incidence with respect to the oncoming flow, were varied.

For tandem cylinders in impulsively started flow, the development showed constrained streamwise growth and lateral expansion of the gap recirculation zones at small and intermediate pitch ratios. Under steady cross-flow conditions, reattachment of the free shear layers from the upstream cylinder, onto the surface of the downstream cylinder, was found to occur in an alternating, non-continuous, and non-simultaneous fashion, in a process syochronized with Karmân vortex shedding from the downstream cylinder. Within the gap between the cylinders, bounded on either side by the reattaching shear layers, was found weakly rotating or stagnant fluid, with vorticity concentrations only near the points ofreattachment.

The temporal development of the side-by-side configuration was dominated by strong flow through the gaps between the cylinders, rapid breakup of the recirculation zones behind the outer cylinders, gap vortex shedding, and the formation of a counterrotating vortex pair in the combined wake. Under steady mean cross-flow conditions. the PlV vorticity data showed instantaneous variation in the base-bleed flows, the gap flow deflection angles and the vortex formation lengths. In the three-cylinder side-by-side configuration, vortex shedding frequency measurements were sensitive to the measurement location.

For the two-cylinder staggered configuration in steady cross-flow, nine flow patterns were identified, and processes of vortex pairing, enveloping, impingernent and induced separation were observed. Sorne new insight was gained inlo previously published force coefficient and Strouhal number da~ by considering the flow patterns responsible. The study revealed that vortex shedding frequencies are more properly associated with the individual shear layers, rather than with the individual cylinders.

Des petits groupes de cylindres circulaires de diamètre identique, en configuration en ligne. en rangée et générale, ont été étudiés en écoulement permanent, ainsi qu~en écoulement avec impulsion initiale, pour des nombres de ReYnolds compris entre 500 et 6000. Les expériences ont été menées dans l'eau, dans trois installations, en utilisant la visualization de l'écoulement, l'anémométrie à température constante, et la vélocimétrie des images des particules (PlV). Le but de l'investigation a été l'amélioration de la compréhension physique de l'écoulement, ainsi que la dYnamique des tourbillions, lorsque le nombre de cylindres, leurs espacements et l'angle d'incidence par rapport à l'écoulement varient.

Concernant les cylindres en ligne en écoulement avec impulsion, l'étude a montré un élargissement limité dans la direction de l'écoulement, et une expansion transversale des zones de recirculation, pour les petits et moyens espacements entre cylindres. En écoulement permanent, le rattachement des deux couches de cisaillement du cylindre en amont sur le cylindre en aval, se produit de manière alternée, discontinue, et nonsimultanée. et en synchronisation avec la formation de tourbillons de type Karman au voisinage du sillage du cylindre en aval. Dans les espacements entre les cylindres, limités de chaque côté par les deux. couches de cisaillement rattachées, on trouve un fluide faiblement recirculant ou stagnant, avec accumulation de vorticité uniquement à proximité des point de rattachement.

Le développement en temps, en configuration en rangée, est dominé par un écoulement fort à travers les espacements entre cylindres adjacents, une rupture rapide des zones de recirculation au voisinage des sillages des cylindres externes, le détachement tourbillonnaire à côté des espacements entre cylindres, et la formation d'une paire de tourbillons contre-tournant dans le sillage combiné des cylindres. Sous un écoulement permanent les données de la vorticité obtenues par PlV ont mis en évidence la variation instantanée de 1°écoulement suintant pour les petits espacements, l'angle de déviation de l'ecoulement dans l'espace entre les cylindres, et la longueur de la région de formation des tourbillons. Pour les configurations en rangée de trois cylindres, les fréquences de détachement des tourbillons ont montré une sensibilité à l'égard du positionnement des mesures.

Pour les deux cylindres en configuration générale (en quinconce) immergés dans un écoulement permanent, neuf comportements types d'écoulement ont été identifiés. Les processus d'accouplemen~ d'enveloppement, et d'empiètement des tourbillons et du détachement induit, ont été observés. Un nouvel éclairage a été apporté en ce qui concerne les coefficients de forces ainsi que les nombres de Strouhal publiés, en considérant les comportements types d'écoulement impliqué. L'étude a déterminé que les fréquences de détachement des tourbillons sont associées aux couches de cisaillement individuelles plutôt qu'aux cylindres individuels.