Etude experimentale et numerique du sillage en amont d'une helice

Experimental and numerical study of the wake in front of a propeller

• Auteur / Autrice : JEAN-CHRISTOPHE PINARD
• Direction : Gérard Delhommeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Sur les navires dont les lignes d'arbres sont portees par des chaises, l'ecoulement est perturbe en amont de l'helice par la presence de la carene et de ses appendices (ligne d'arbres, chaise et bras de chaise). Cette etude a pour but la modelisation de l'ecoulement autour de la carene avec appendices et l'evaluation des effets d'echelle. Des essais menes en tunnel hydrodynamique, pour 3 nombres de reynolds, sur 2 maquettes d'un aviso escorteur, l'une pourvue d'appendices et l'autre sans, ont servi de reference pour l'identification d'effets d'echelle et d'appendices. Au terme de ce travail, il a ete possible de supposer l'existence d'un couplage entre le sillage de la carene et celui de la ligne d'arbres. Afin de verifier cette hypothese, un essai a ete realise en un tunnel hydrodynamique sur une representation simplifiee des appendices. Un cylindre (representant la ligne d'arbres) est solidaire du plafond de veine (representant la carene). Le but de cet essai est de caracteriser le sillage du cylindre en fonction de l'inclinaison de ce dernier par rapport au champ de vitesse incident et l'epaisseur de couche limite du plafond de veine en amont de la liaison cylindre/plafond. En parallele, une etude numerique a permis la modelisation de l'ecoulement autour de la representation simplifiee des appendices au moyen d'un code navier-stokes avec un maillage non structure. Par la suite, une modelisation par champ de force a ete employee pour representer le cylindre. En vue de la modelisation de l'ecoulement autour de la carene avec appendices, une premiere approche a consiste a determiner le sillage de la carene sans appendices. Ce calcul a ete realise au moyen de codes navier-stokes en version structuree et non structuree en maillant le domaine fluide 3d autour de la carene entiere et de l'arriere-corps seul. Enfin, les appendices ont ete integres sur la carene a l'aide d'une representation par champ de force, puis geometrique en employant un maillage hybride.