Thèse soutenue

Analyse physique d'écoulements décollés fortement tridimensionnels par expérimentation. Structuration spatio-temporelle et sensibilité à une turbulence amont

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Auteur / Autrice : Faisal Affejee
Direction : Jacques BoréeRodolphe PerrinChristophe Sicot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
Date : Soutenance le 24/09/2015
Etablissement(s) : Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pprime- ENSMA
Jury : Président / Présidente : Philippe Devinant
Rapporteurs / Rapporteuses : Marianna Braza, Thierry Faure

Résumé

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Ce travail a pour objectif l’étude du tourbillon conique engendré à partir d’une maquette générique représentant un montant de baie de véhicule automobile. Cette structure tourbillonnaire est responsable de fortes fluctuations sur les vitres latérales et génère du bruit dans l’habitacle. Ces véhicules étant soumis à des vents turbulents, la sensibilité de la dynamique de cette structure tourbillonnaire à une turbulence amont a été étudiée, en plaçant une grille à l’entrée de la veine d’essais de la soufflerie.Les propriétés spatiales et temporelles des champs de vitesse et de pression pariétale ont été étudiées en associant simultanément la mesure de la vitesse par Stéréo-PIV haute fréquence à la mesure de pression pariétale fluctuante par capteurs déportés. Nous avons montré qu’un niveau modéré de turbulence amont (intensité : 6%) se traduit par une modification très importante de la dynamique du tourbillon et de la pression pariétale fluctuante associée. Notre conjecture est qu’en l’absence de turbulence externe, la contribution principale au Cp’ est liée à l’empreinte du coeur tourbillonnaire et du décollement secondaire induit. Au contraire, en présence de turbulence amont, la forte augmentation du Cp’ semble associée à une réponse globale de la structure tourbillonnaire.L’étude de la dynamique spatio-temporelle à partir des corrélations pression-vitesse a permis de mettre en évidence le couplage fort existant entre la dynamique de la nappe cisaillée et celle du coeur de la structure tourbillonnaire. Il existe ainsi une modulation de la fréquence de battement de la structure pilotée par la géométrie de la maquette et par les caractéristiques de la turbulence amont (intensité et échelle intégrale).