Thèse soutenue

Détermination de modes de mécanique des fluides pour des écoulements instationnaires décollés
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Auteur / Autrice : Vassili Kitsios
Direction : Jean-Paul BonnetJulio Soria Plaza
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Poitiers en cotutelle avec Monash University (Melbourne, Australie)

Résumé

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Cette étude s’intéresse à la détermination de modes pouvant être utilisés en mécanique des fluides pour décrire les propriétés physiques d'écoulements instationnaires décollés. La configuration d'écoulement qui nous intéresse est un profil d'aile NACA 0015 transversalement homogène caractérisé par un décollement laminaire au bord d'attaque et une zone de recirculation turbulente. Comprendre en profondeur la dynamique instationnaire de l'écoulement et ses propriétés de stabilité peut aider à améliorer l'efficacité de futures stratégies de contrôle de décollement. Afin de mieux appréhender la physique, l'écoulement est d’abord simulé puis caractérisé pour plusieurs valeurs du nombre de Reynolds allant jusqu’au régime turbulent. On retrouve alors que les modes obtenus par décomposition orthogonale aux valeurs propres (Proper Orthogonal Decomposition) représentent de manière efficace les échelles instationnaires du mouvement. Par ailleurs, les modes de stabilité linéaire sont recherchés afin d'identifier comment une perturbation évolue dans un environnement instationnaire. La détermination des modes de Proper Orthogonal Decomposition pouvant nécessiter une grande quantité de données, cette étude présente un moyen de les évaluer par calcul parallèle. Pour permettre l'analyse de stabilité, il a fallu développer des programmes permettant de réaliser les calculs pour un écoulement stationnaire bidimensionnel en géométrie semi-complexe. Les corrections nécessaires pour effectuer l'analyse de stabilité dans des écoulements turbulents instationnaires ont aussi été identifiés en utilisant un modèle de viscosité tourbillonnaire non linéaire pour fermer les équations de stabilité en décomposition triple. La détermination de ces modes en mécanique des fluides doit aider le développement futur de modèles réduits nécessaires au contrôle d'écoulement instationnaire décollé.