Etude instationnaire de la pression pariétale dans un écoulement cisaillé confiné à segmentation variable : mécanismes d'amplification

Non stationary study of the wall pressure fluctuations on a confined mixing layer with variable segmentation: amplification mechanisms

• Auteur / Autrice : Hayçam Nakahmi
• Direction : L. GBAHOUE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Combustion
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Instabilités hydrodynamiques

Fusées (aéronautique)

Résumé

Cette etude experimentale contribue a la comprehension preliminaire des problemes rencontres en combustion, notamment celle des mecanismes non-lineaires d'amplification des instabilites mis en jeu dans les propulseurs a propergol solide segmente de la fusee ariane 5. Les ecoulements cisailles concernes sont marques par l'existence des structures tourbillonnaires generees au passage des restrictions creees par les elements des inhibiteurs. Des conditions particulieres amenent le detachement de ces structures a declencher des mecanismes non-lineaires d'amplification des differents parametres (pression, vitesse,). Le montage experimental utilise, etudie en gaz froid, les mecanismes d'amplification des fluctuations de pression parietale. L'ecoulement est segmente par des cavites de dimension variable. Les resultats confirment l'existence d'un couplage et d'une mise en resonance de l'ecoulement avec l'acoustique de la cavite totale par un mecanisme d'accrochage en frequence renforce. Deux mecanismes d'amplification sont mis en evidence. Les differentes phases qui les caracterisent ont ete analysees et illustrees ; on peut distinguer: une phase d'amplification exponentielle par cavite resonante courte, ou par excitation sous-harmonique. Le taux d'amplification est alors eleve. Suivie d'une phase d'amortissement quasi-exponentielle des amplitudes de fluctuation. Enfin un mecanisme de saturation modulee ou non, stabilise en moyenne les niveaux d'amplitude, dans les cavites longues (recollement successif). L'ensemble de ces mecanismes fait appel a une cascade d'energie dont nous avons determine les domaines d'action. Une interpretation par la dynamique du chaos a ete entreprise. L'analyse des signaux de fluctuation de pression parietale dans l'espace de phase a permis d'une part, de caracteriser l'impact des interactions entre frequences sur la configuration des attracteurs et d'autre part, d'identifier les ecoulements similaires mis en jeu au cours des differentes configurations de segmentation, par une etude comparative de la geometrie des attracteurs