Contribution à l'étude expérimentale et numérique du développement de la couche limite sur un modèle oscillant : la transition en écoulement instationnaire

Experimental and numerical study of the oscillating model boundary layer: transition in unsteady flows

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Autric
• Direction : Daniel Favier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Couche limite turbulente

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Résumé

Cette these s'inscrit dans le cadre des etudes concernant la couche limite en ecoulement instationnaire. Les travaux menes sous le double aspect experimental et numerique, visent a caracteriser le comportement de la couche limite developpee sur un modele oscillant. En particulier, le phenomene de transition en ecoulement instationnaire est etudie, pour des configurations d'instationnarite variees: mouvement de tamis, de tangage et couple de tamis/tangage. L'etude experimentale est menee par la mesure des vitesses et des intensites de turbulence dans la couche limite, par la technique de velocimetrie laser a fibre optique embarquee developpee a l'imfm. Cette technique permet d'effectuer les mesures dans le repere du modele en mouvement. Une etude en ecoulement stationnaire a tout d'abord ete menee pour des conditions variees de vitesse et d'incidence. L'etude systematique des evolutions des grandeurs integrales a conduit a la synthetisation de criteres de transition. Par la suite, l'etude de la couche limite en ecoulement instationnaire a ete abordee afin de degager les comportements caracteristiques dans les cas de mouvements de tamis, de tangage et couple. Pour le mouvement couple, cette etude, inedite dans ce cas, a permis de mettre en evidence l'importance du dephasage entre les variations de vitesse et d'incidence. L'influence du type d'instationnarite sur les phenomenes transitoires a ensuite ete determinee. Ainsi, l'etude des etats instantanes d'ecoulement a conduit a la validation, dans tous les cas d'instationnarite testes, d'un critere de transition mis en evidence en ecoulement permanent. Sur le plan numerique, un code de calcul couplage fluide parfait/couche limite a ete developpe. Il utilise, pour la partie fluide parfait, la methode des singularites avec une representation frequentielle du potentiel des vitesses et la mise en place d'un sillage ferme accroche au diedre arriere du modele. Pour la partie couche limite, la methode des differences finies est appliquee, avec un schema temporel. Une modelisation satisfaisante de l'ecoulement autour du modele est obtenue, en particulier en ce qui concerne les phenomenes de transition en ecoulement instationnaire