Simulation d'un jet deflechi par une couche limite. Analyse des structures tourbillonnaires

par OLIVIER SGARZI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de F. LEBOEUF.

Soutenue en 1996

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'accroissement de la puissance utile recuperee sur l'arbre d'une turbine necessite des temperatures d'entree elevees. Dans les turboreacteurs militaires, les temperatures d'entree pour les turbines haute-pression sont de l'ordre de 2000 k dans le predistributeur. Des niveaux similaires sont prevus pour les futurs avions supersoniques civils. Un systeme de refroidissement des aubes est alors imperatif. La technique active de refroidissement par film d'air est l'un des moyens les plus efficaces de depasser les temperatures maximales admissibles par les materiaux. Toutefois, l'introduction de fluide de refroidissement dans l'ecoulement principal induit une diminution de l'efficacite aerodynamique. Le comportement aerodynamique des jets tridimensionnels introduits dans un ecoulement transversal est domine par les tourbillons de differentes origines qui accompagnent leur developpement. Une meilleure comprehension de ces tourbillons, grandement responsables du melange, peut faire progresser les modelisations et les simulations. Dans cette etude numerique, nous nous attachons a examiner la structure de cet ecoulement tridimensionnel complexe par une analyse detaillee de la vorticite dans des configurations de base. Les simulations sont realisees grace au code navier-stokes tridimensionnel canari developpe par l'onera. Un cas test experimental de reference est selectionne et detaille qui constitue une validation et une base comparative. A cette occasion, nous exposons les modifications necessaires du code de calcul et les conditions d'emploi correspondantes. Les differents tourbillons presents dans l'ecoulement sont identifies par un suivi de trajectoires. Un schema numerique de post-traitement de l'equation de bilan de la vorticite est developpe et applique au cas de validation afin d'identifier les mecanismes mis en jeu lors de la creation des tourbillons et lors d'interactions entre eux. Nous poursuivons par une etude de l'influence des principaux parametres aerodynamiques sur les tourbillons et etendons l'etude au cas de la rangee de jet, notamment. Enfin, les conclusions de cette etude sont posees et les developpements et les complements ulterieurs envisages

  • Titre traduit

    Simulation of a deflected jet in a boundary layer. Vortex structures analysis


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 61 REF.

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