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Thèse soutenue

Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma dans les décharges couronnes et de son interaction avec l'aérodynamique

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Auteur / Autrice : Jean-Charles Matéo-Vélez
Direction : Pierre Degond, Frédéric Thivet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Résumé

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Des études antérieures ont montré la possibilité d’agir sur des écoulements d’air subsoniques par l'intermédiaire d'actionneurs électriques générant le phénomène du vent ionique. Des mesures indiquent des gains de vitesse de quelques mètres par seconde. Ces actionneurs ne nécessitent ni apport supplémentaire de masse, ni pièce mobile et peuvent être utilisés sur une très large gamme de fréquences. Le but de cette thèse est de modéliser et de développer un outil numérique capable de simuler la génération de plasma dans les décharges couronnes et son interaction avec l'aérodynamique. La configuration étudiée est composée de deux électrodes filaires posées ou incrustées sur une plaque diélectrique et portées à de forts potentiels positifs et/ou négatifs. Grâce à un modèle physique et numérique, le développement de la décharge est simulé en géométries pseudo 1D et 2D. Une étude paramétrique poussée montre une interaction forte entre les deux zones de création du gaz ionisé, situées près des électrodes. L'action sur l'aérodynamique s’explique par le transport des particules chargées dû au champ électrique et leur collision avec les molécules neutres de l'écoulement. Un modèle de couplage des phénomènes électriques et aérodynamiques aboutit à la simulation du vent ionique. L'effet des actionneurs obtenu est en accord avec des mesures effectuées en parallèle de cette thèse.