The objective of the présent work is to provide a basic description and to contribute toward a better understanding of rotating high aspect ratio duct flows. Particular attention is given to end-wall effects and flow development.

Steady RANS simulations hâve shown that the présence of a weak, but unavoidable, end-wall generated secondary flow produces suffîcient transverse advection to alter the streamwise velocity profile in such a way that it differs noticeably from the theoretical 2D channel case. Thus, comparisons between expérimental results and 2D numerical simulations should be performed very cautiously.

Steady state calculations hâve also revealed that the flow development in a rotating duct is subtly affected by the appearance of longitudinal Taylor-Gortler type cells near the pressure wall. Since the roll cells are tilted toward the end-wall, no steady fully developed solution is ever reached.

Subséquent unsteady flow calculation in a streamwise periodic domain hâve shown that a fully developed solution can exist in a rotating duct, but the resulting flow field is formally unsteady due to the convection of the roll cells toward the end-wall.

L'objectif de ce projet de maîtrise est de contribuer à une meilleure compréhension des écoulements dans les conduits rectangulaires en rotation. Une attention particulière est apportée aux effets de bout et au développement de l'écoulement.

Des simulations RANS en régime stationnaire ont démontré que la présence d'un écoulement secondaire de faible intensité est suffisante pour modifier le profil de vitesse axiale de façon à que ce dernier diffère significativement de la solution théorique 2D. En conséquence, les comparaisons entre les résultats expérimentaux et les simulations numériques 2D devraient être faites avec prudence.

Les calculs stationnaires ont également montré que le développement de l'écoulement dans un canal tournant est affecté par l'apparition de cellules de type Taylor-Görtler le long du mur pression. Puisque ces tourbillons sont légèrement inclinés par rapport au plan horizontal, une solution stationnaire pleinement développée n'est jamais atteinte. Des simulations subséquentes en régime instationnaire dans un domaine périodique ont prouvé qu'une solution pleinement développée peut cependant exister dans un canal tournant, mais l'écoulement est alors formellement instationnaire car les cellules longitudinales sont convectées vers les bouts de la conduite par l'action de l'écoulement secondaire.