High-Order Methods for the Numerical Simulation of Vortical and Turbulent Flows Control of three-dimensional wakes using evolution strategies

We investigate three-dimensional cylinder wakes of incompressible fully developed flows at Re = 300, resulting from control induced by tangential motions of the cylinder surface. The motion of the cylinder surface, in two dimensions, is optimized using evolution strategies, resulting in significant drag reduction and drastic modification of the wake as compared to the uncontrolled flow. The quasi-optimal velocity profile obtained in 2D is modified by spanwise harmonics and applied to 3D flows. The results indicate important differences in the flow physics induced by two and three dimensional control strategies. To cite this article: P. Poncet et al., C. R. Mecanique 333 (2005).  2004 Académie des sciences. Published by Elsevier SAS. All rights reserved. Résumé Stratégies évolutionnaires pour le contrôle des sillages tridimensionnels. On s’intéresse aux sillages de cylindres incompressibles dont la tridimensionnalité est totalement développée à Re = 300, obtenus suite à un contrôle exercé par des mouvements tangentiels à la surface du corps. Les mouvements de surface sont optimisées par des stratégies évolutionnaires, et ont pour conséquence une réduction subtantielle du coefficient de traînée et une modification importante du sillage par rapport à l’écoulement non contrôlé. Le profil de vitesse quasi-optimal obtenu en 2D est modifié par des harmoniques dans la direction axiale, et appliqué à un écoulement 3D. Les résultats indiquent d’importantes différences dans la physique de l’écoulement selon la nature 2D ou 3D du contrôle. Pour citer cet article : P. Poncet et al., C. R. Mecanique 333 (2005).  2004 Académie des sciences. Published by Elsevier SAS. All rights reserved.