Couches limites déficitaires en écoulement turbulent

par Olivier Rouzaud

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Bertrand Aupoix.

Soutenue en 1994

à Toulouse, ENSAE .

  • Titre traduit

    Defect boundary layer in turbulent flow


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  • Résumé

    Dans le cadre des écoulements de couche limite laminaire, l'emploi conjoint de la formulation déficitaire et de la méthode des développements asymptotiques raccordés conduit à l'établissement d'un système d'équations de couche limite déficitaire. Dans l'épaisseur de la couche limite, chaque grandeur s'écrit comme la somme d'une grandeur fluide parfait et d'une grandeur déficitaire. Par rapport à la théorie de Prandtl ou à la théorie de couche limite du second ordre de van Dyke, l'approche déficitaire permet de prendre en compte le cisaillement de l'écoulement non-visqueux dès le premier ordre et donne de meilleurs résultats. En particulier, dans le cas de rentrée atmosphérique, l'effet d'avalement d'entropie est représenté. Ce mémoire se propose d'étendre l'approche déficitaire aux écoulements de couche limite turbulente. Les quatre premiers chapitres traitent du cas incompressible, le dernier étant réservé au problème compressible. La première partie débute par une présentation du modèle asymptotique classique Yajnik et Mellor, suivie par une étude bibliographique de pludisurs autres modèles. Dans le second chapitre, la formulation déficitaire est adaptée au modèle de Yajnik-Mellor. On introduit également l'idée de "recombinaison des équations" qui permet d'obtenir un jeu unique d'équations de couche limite pour les deux premiers ordres asymptotiques. L'étude numérique de la troisième partie démontre l'intérêt de l'approche déficitaire par rapport à l'approche classique. Enfin, le dernier chapitre de la partie incompressible porte sur des méthodes de couplage appliquées aux deux approches. Le cinquième chapitre montre que l'extension du modèle de Yajnik-Mellor au cas compressible se heurte à un mauvais traitement asymptotique de la région de la couche limite. Quelques idées de résolution sont données.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(iii-126 p.-[46] p. de pl.)
  • Annexes : Bibliogr. 68 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1994/140 ROU
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