Interactions d'une structure tourbillonnaire avec une couche limite de plaque plane : analyse et caractérisation des phénomènes aérodynamiques

Interactions between a vortex structure and a flat plate boundary layer: analysis and characterisation of dynamic processes

• Auteur / Autrice : Stéphanie Pellerin
• Direction : André Giovannini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Des interactions entre un tourbillon de rankine et une couche limite de plaque plane sont simules par une methode numerique eulerienne-lagrangienne, fondee sur l'algorithme vortex-in-cell pour la convection et sur le concept de marche aleatoire pour la diffusion. Elle permet la mise en place de conditions aux limites exactes prenant en compte l'influence du champ de rotationnel sur les frontieres. La viscosite numerique induite est minimisee a l'aide d'un choix approprie de parametres. La methode est ensuite validee sur la solution connue de la couche limite de plaque plane, avant de faire interagir celle-ci avec un tourbillon de type rankine. Les mecanismes d'interactions sont etudies pour des tourbillons positifs et negatifs de differentes intensites. Lors de l'apparition du tourbillon, la couche limite genere une quantite de circulation sensiblement equivalente et opposee a la circulation que le tourbillon induit potentiellement a la paroi. Dans le cas d'un tourbillon negatif, un decollement apparait dans la couche limite et aboutit a la creation d'une structure secondaire, ejectee hors de la couche limite. Alors qu'un tourbillon d'intensite moyenne se rapproche de la paroi, un tourbillon plus fort va rebondir, sous l'influence de la structure secondaire. Un tourbillon positif quant a lui s'eloigne de la paroi des son apparition dans le domaine