Simulation numérique d'écoulements hypersoniques réactifs hors-équilibre chimique

Numerical simulation of hypersonic reactive flows in chemical non-equilibrium

• Auteur / Autrice : Nathalie Glinsky
• Direction : Alain Dervieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Nice

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volumes finis, Méthodes de

Éléments finis, Méthode des

Navier-Stokes, Équations de

Euler, Équations d'

Aérodynamique hypersonique

Mécanique des fluides

Résumé

Le but de ce travail est de simuler numériquement l'écoulement hypersonique autour d'un engin spatial lors de sa rentrée atmosphérique. On résout d'abord un problème monodimensionnel modélisant les phénomènes de dissociation chimique et de relaxation derrière un choc fort détaché par une méthode d'avancement en espace. On examine ensuite la stabilité des schémas décentrés pour les équations bidimensionnelles de convection et de convection-diffusion d'une espèce. On étudie ensuite des écoulements réactifs bidimensionnels régis par les équations d'Euler puis de Navier-Stokes auxquelles on ajoute un modèle de dissociation chimique hors-équilibre. Dans une approche pseudo-instationnaire, on utilise une discrétisation spatiale de type mixte volumes finis/éléments finis P1 décentrés applicable à des maillages triangulaires non structurés. L’extension à l'ordre 2 est faite par la méthode M. U. S. C. L. L'introduction des équations de bilan des espèces est réalisée selon l'approche découplée et l'utilisation d'un gamma-équivalent. Le terme de production des espèces est traité implicitement. Cette méthode est validée. On présente enfin des solutions numériques d'écoulements (non visqueux et visqueux) autour de corps émoussés et d'une géométrie de double-ellipse modélisant la navette européenne HERMES