Étude d’un film d’eau cisaillé par un écoulement d’air turbulent dans le sillage d’un obstacle 2D : application aux essuie-glaces

par François Touron

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Larbi Labraga.

Soutenue en 2011

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne la sécurité routière, on s’intéresse plus particulièrement à un phénomène gênant la visibilité du conducteur appelé le Water Pull Back. Ce terme désigne le retour d’un film d’eau sur la partie essuyée du pare-brise, à la suite du mouvement descendant de l’essuie-glace côté conducteur. L’objectif est de développer un modèle simplifié du Water Pull Back permettant des études paramétriques qualitatives. Une première version bidimensionnelle est construite, elle combine un maillage dynamique pour simuler le déplacement de l’essuie-glace, un modèle diphasique pour prendre en compte la phase aqueuse, et un modèle de turbulence URANS. Dans ce modèle, trois thèmes clés interviennent: l’écoulement séparé en aval de l’essuie-glace, le mouillage dynamique sur le pare-brise, et le cisaillement du film d’eau par l’écoulement d’air turbulent. Les capacités du code de calcul sont évaluées sur chacun de ces thèmes par comparaison entre numérique et expérimental. Ce processus permet d’identifier les algorithmes et maillages les plus performants à utiliser dans le modèle 2D Water Pull Back, mais il souligne également les limitations de la modélisation URANS 2D. Les validations expérimentales sont faites dans la soufflerie subsonique du laboratoire TEMPO et dans un canal diphasique dédié à l’étude des films cisaillés.

  • Titre traduit

    Study of a water film sheared by a turbulent air flow in the wake of a 2D obstacle : application to windshield wipers


  • Résumé

    This thesis is concerned with road safety, it deals in particular with a phenomenon that hinders the driver’s visibility called the Water Pull Back. This term designates a water film coming back on the wiped area of the windshield after the downward motion of the wiper blade on the driver side. The goal is to develop a simplified model of the Water Pull Back which allows qualitative parametric studies to be carried out. A first 2D version is built, it combines a dynamic mesh to simulate the motion of the wiper blade, a multiphase model to take the water phase into account, and an URANS turbulence model. In this model, three topics emerge: the separated flow downstream of the wiper blade, the dynamic wetting on the windshield, and the water film sheared by a turbulent air flow. The capabilities of the code are investigated on each of these topics by comparison between numerical and experimental. This process allows the identification of suitable algorithms and grid requirements to use in the 2D Water Pull Back model, but it also highlights the limitations of 2D URANS modeling. The experimental validations are carried out in the subsonic wind tunnel of the TEMPO laboratory and in a two-phase flow channel dedicated to the study of sheared films.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle durant 5 ans
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-191

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Polytechnique Hauts-de-France. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 900856 TH
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.