Thèse soutenue

Simulations numériques des effets aéro-optiques pour les écoulements turbulents compressibles
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Auteur / Autrice : Eric Tromeur
Direction : Claude Basdevant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mathématiques appliquées
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Des simulations numériques des effets aéro-optiques, via la simulation des grandes échelles (SGE), sont réalisées pour des écoulements turbulents compressibles de couche limite et de cavité. Dans ces configurations, le trouble de l'image provoqué par la distorsion de phase est l'aberration aéro-optique majeure subie par le front d'onde. Celle-ci provient de la variation de la masse volumique au sein de l'écoulement turbulent. Cette perturbation a pour effet de limiter les performances d'un système optique embarqué. En premier lieu, des SGE de couches limites turbulentes temporelles, aux nombres de Mach de 2,3 et 0,9, sont effectuées afin d'y évaluer la dégradation optique. Toutefois, ces simulations font face à plusieurs inconvénients. Afin de pallier ces limites, une simulation spatiale est mise en place via l'étude des conditions d'entrées turbulentes qui reste une question sensible en SGE. Une nouvelle méthode de renormalisation et de recyclage appliquée aux écoulements compressibles est alors mise en œuvre pour la réalisation d'une telle simulation. Par la suite, les enseignements acquis sur les effets aéro-optiques au sein d'une couche limite turbulente sont appliqués à une configuration complexe : la cavité optique. La physique des écoulements de cavité résulte de l'interaction d'une couche de mélange et d'ondes acoustiques. La difficulté revient alors à estimer la dégradation optique liée à chacun de ces deux processus. Au delà de leur intérêt prédictif, ces travaux précurseurs permettent de poser les bases nécessaires à l'analyse des effets aéro-optiques et de confirmer le rôle de la SGE pour ce type d'étude.