Étude numérique de l’interaction choc/couche limite en géométrie de révolution

Résumé : Les phénomènes d’interactions choc/couche limite sont dimensionnants pour de nombreuses applications des domaines de l’aéronautique et du spatial. Ils peuvent être associés à la formation de décollements instationnaires à basse fréquence qui n’ont été étudiés jusqu’à présent qu’en géométrie plane. La présente étude vise à caractériser ce type d’interaction en configuration cylindrique. Un outil de simulation numérique directe,basé sur l’extension de schémas hybrides aux différences finies de haute précision (centrés optimisés6/WENO 5) en géométrie curviligne, a été développé et validé à travers divers cas test standards. Une première partie de l’étude se focalise sur l’influence d’un effet de courbure transverse sur le développement des propriétés d’une couche limite supersonique à Mach 3. Il est montré que l’augmentation de la courbure relative de la couche limite tend à réduire l’énergie de fluctuation à basse fréquence près de la paroi, tout en renforçant les perturbations à hautes fréquences dans la zone externe de la couche limite. En comparaison avec le cas plan, la courbure transverse induit une ré-organisation notable des structures de la couche limite et un comportement différent des invariants d’anisotropie des contraintes, mais ne conduit qu’à une légère modification des distributions de contraintes et de l’équilibre global d’énergie cinétique turbulente. Une seconde partie de l’étude se concentre sur la zone d’interaction avec une rampe de compression et le mouvement instationnaire du choc en géométrie de révolution complète. La déformation azimutale du choc est caractérisée dans son mouvement. Elle apparaît essentiellement associée à la fluctuation de la ligne de décollement et l’organisation des structures tourbillonnaires amont. Il est montré que l’énergie des modes azimutaux de pression pariétale fluctuante est plus amplifiée pour les modes d’ordre plus élevé. La contribution à l’effort latéral associé au mode 1 apparaît plus particulièrement marquée à basses fréquences dans la zone amont au point de décollement et à moyennes fréquences en aval de la zone de recollement sur la rampe où les niveaux les plus élevés de fluctuations sont observés. Il est montré que les fluctuations à basses fréquences sont en revanche portées par des modes azimutaux d’ordre de plus en plus élevé à travers la zone d’interaction.
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Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2018. Français. 〈NNT : 2018ESMA0013〉
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Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mardi 5 février 2019 - 11:06:35
Dernière modification le : jeudi 14 février 2019 - 11:32:06

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Tamon Nakano. Étude numérique de l’interaction choc/couche limite en géométrie de révolution. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2018. Français. 〈NNT : 2018ESMA0013〉. 〈tel-02007333〉

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