En mécanique des fluides, on fait la distinction entre l'écoulement laminaire et l'écoulement turbulent des liquides et des gaz.
Un écoulement laminaire se caractérise par le fait qu'aucun tourbillon ne se forme perpendiculairement à l'écoulement dans une zone de transition entre deux vitesses d'écoulement différentes. Dans ce cas, le fluide circule sous forme de couches qui ne se mélangent pas autour du modèle.
Par contre, un écoulement turbulent dans le champ d'écoulement semble varier de manière aléatoire avec un mélange clairement visible du fluide.
Le nombre de Reynolds représente le rapport entre les forces d'inertie et les forces visqueuses. Il est utilisé pour décrire le comportement d'écoulement de corps géométriquement similaires.
| ρ | Masse volumique |
| c | Vitesse du fluide |
| d | Longueur caractéristique |
| η | Viscosité dynamique |
| ν | Viscosité cinématique |
Si la géométrie du modèle et les propriétés du milieu restent les mêmes, l'écoulement laminaire devient turbulent en raison de la vitesse d'écoulement croissante. L'écoulement laminaire se caractérise par un nombre de Reynolds faible et l'écoulement turbulent par un nombre de Reynolds élevé.
La transition d'un écoulement laminaire à un écoulement turbulent passe par les étapes de base suivantes pour les corps simples :
- Lorsque le nombre de Reynolds est faible, le fluide circule autour du corps de manière laminaire. Ce comportement se produit à très basse vitesse ou à viscosité élevée. Le fluide ou le liquide se divise devant le corps et se rassemble à nouveau derrière lui. Dans ce cas, on parle d'écoulement stationnaire.
- Dans le cas d'un nombre de Reynolds légèrement plus élevé, on constate qu'une paire de tourbillons symétriques se forme directement à l'arrière du solide. Cependant, il s'agit toujours d'un écoulement stationnaire.
- Avec une nouvelle augmentation du nombre de Reynolds, une allée de tourbillons de Kármán se forme derrière le corps autour duquel il y a un écoulement. Dans cette configuration du flux, les tourbillons à droite et à gauche se déplacent de manière déphasée depuis l'arrière du solide. Une forme d'écoulement périodique se crée alors à partir de l'écoulement stationnaire.
- Lorsque le nombre de Reynolds est élevé, les tourbillons se décomposent en éléments plus petits et forment une couche limite turbulente. Dans cette zone, le fluide est très turbulent et son comportement difficilement prévisible. Le fluide ou le liquide ne s'écoule alors plus de manière stationnaire.
Si le processus de résolution stationnaire de RWIND Simulation converge avec une différence de pression inférieure à la valeur minimale spécifiée, vous pouvez généralement supposer que l'écoulement est stationnaire (voir les points 1 et 2). Si la procédure de résolution oscille autour d'une valeur de différence plus élevée, le logiciel ne trouve aucun état d'écoulement stable.
L'oscillation indique une fréquence périodique d'émission des tourbillons (voir le point 3). Le résultat est alors influencé par un écoulement variable dans le temps et un calcul transitoire dépendant du temps est nécessaire. Le programme RWIND 2 avec l'étape d'extension « Pro » fournit un processus de résolution des transitoires correspondant pour cette tâche.
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