Etude expérimentale du sillage turbulent d'un corps à symétrie de révolution autopropulsé par hélice

par Thierry Faure

Thèse de doctorat en Sciences. Acoustique

Sous la direction de Geneviève Comte-Bellot.

Soutenue en 1995

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Un sillage est la zone de perturbations turbulentes que laisse derrière lui tout corps en mouvement dans un fluide. Parmi les sillages de corps profilés auxquels on s'intéresse ici, il convient de différencier les sillages de trainée, des sillages de corps propulsés. Dans ce dernier cas, la connaissance des caractéristiques de l'écoulement présente un intérêt certain pour la détection des véhicules. L'objectif de cette étude est d'apporter les informations expérimentales les plus complètes possibles sur l'évolution du champ de vitesse. Pour cela nous avons mis en place une expérience en soufflerie anéchoi͏̈que. Un systême d'acquisition automatisé des trois composantes du vecteur vitesse instantanée a été développé spécialement. Une exploration des sillages pur et autopropulsé du même corps est effectuée pour un vaste domaine (de 0,2 a 50 diamêtres de maquette en aval du corps). Un résultat original de cette étude est la mise en évidence experimentale de l'existence d'une affinité pour un sillage lointain de corps autopropulsé par hélice. Nous avons déterminé tous les termes de l'équation d'énergie cinétique turbulente accessibles à la mesure. Pour le sillage de corps autopropulsé par hélice, le fait que la production d'énergie cinétique turbulente soit négligeable dans la zone affine est un résultat expérimental important. L'analyse des densités spectrales de puissance met en evidence, dans le cas du sillage autopropulsé, un signal large bande auquel viennent s'ajouter des raies spectrales. Ce constat nous a conduit à effectuer un traitement statistique de la vitesse en phase avec la rotation de l'hélice. On obtient une visualisation des structures organisées de l'écoulement, presentes pour une région qui s'étend jusqu'a deux diamètres du corps en aval de celui-ci


  • Résumé

    A wake is the turbulent perturbation region that develops behind any body in motion in a fluid. Among the streamlined bodies wakes, we have to make a difference between the drag wakes and the propelled bodies wakes. For the latter case, the knowledge of the stream characteristics is of a great interest for the detection of vehicles. The purpose of this study is to bring experimental information as complete as possible on the velocity field evolution. In order to do this, we set an experiment in a wind tunnel. An automated acquisition device of the three components of the instantaneous velocity vector was developed especially for this work. It is possible to compare the pure and self-propelled wakes created by the same body. The axial exploration was carried out for a large range (0. 2 to 50 diameters downstream from the body). An original result of this work is the experimental existence of self-preservation for the velocity field in the self-propelled body far wake. We have determined all the terms of the turbulent kinetic energy equation that can be measured. For the self-propelled body, an important result is that production of turbulent kinetic energy is a negligible process in the self-preserved region. In the case of the self-propelled wake, the analysis of power spectral densities points out a wide band signal with spectral lines. This observation behaved us to realise a statistical processing of velocity in phase with the propeller rotation. We obtained a visualisation of the organised structures in the flow for a zone that spreads to two diameters downstream from the model

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Annexes : 58 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T1595
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Non disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.