Thèse soutenue

Étude numérique et expérimentale des écoulements autour d'un profil flexible, incluant le régime cavitant

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Auteur / Autrice : Paolo Perali
Direction : Michel VisonneauJacques-André AstolfiAlban Leroyer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
Date : Soutenance le 08/04/2022
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Éric Goncalves
Examinateurs / Examinatrices : David Le Touzé, Marianna Braza, Olivier Coutier-Delgosha
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Goncalves, Mohamed Farhat

Résumé

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Cette thèse vise à étudier l’interaction fluide-structure d’un NACA 0015 flexible et homogène, pour différentes conditions d’écoulement incluant des régimes cavitants. Le travail de recherche s’appuie sur une approche expérimentale et numérique, profitant des moyens d’essais du tunnel de cavitation de l’IRENav et du code numérique ISIS-CFD développé au LHEEA. L’étudeexpérimentale présente des mesures de télémétrie, de vibrométrie et de PIV, permettant de confronter les prédictions de l’outil numérique aux essais. L’approche numérique repose sur un couplage fort entre un solveur fluide URANS et une décomposition modale des déformations de la structure. Les expériences montrent que les effets de masse et raideur ajoutées influencent les fréquences et amplitudes de vibrations du profil en écoulement cavitant, notamment pour des régimes avec détachement de nuage de vapeur pour lesquels existe un phénomène d’accrochage fréquentiel. Lorsque la réponse hydrodynamique du profil est dominée par ladynamique des poches de cavitation, le modèle numérique employé permet bien de retrouver les fréquences et amplitudes de vibration du profil.