Couches limites tridimensionnelles en hypersonique : effets du déséquilibre et du gradient d'entropie

par Arnaud Buguin

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Bertrand Aupoix.

Soutenue en 1997

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    Les vitesses atteintes par les corps de rentrée sont très élevées, l'énergie cinétique est considérable. La quantité de chaleur mise en jeu est telle que l'écoulement hyperenthalpique devient le siège de processus physico-chimiques. Pour représenter l'écoulement, il est indispensable de préciser les interactions entre les phénomènes de déséquilibre thermochimique et les conditions aérodynamiques qui se traduisent par le couplage des équations cinétiques et de conservation. Les résultats de la thermodynamique statistique sont utilisés pour décrire les caractéristiques macroscopiques des espèces gazeuses. Les coefficients de transport sont obtenus selon la théorie cinétique de Boltzmann par des formulations simplifiées mais aussi plus générales pour le cas de mélanges complexes. La détermination des termes de production chimique et les différentes contributions aux termes sources des équations de relaxation vibrationnelle sont présentées en s'appuyant sur le schéma cinétique de l'air. La résolution des équations de couche limite de Prandtl ne permettant pas de tenir compte du rotationnel de l'écoulement extérieur, l'approche déficitaire a été étendue au cas des écoulements en déséquilibre. Cette technique repose sur la méthode des développements asymptotiques raccordés et permet d'assurer le raccord entre la solution visqueuse et la zone externe de fluide parfait. La mise en oeuvre numérique repose sur la méthode originale du code 3C3D permettant de conserver la forme cartésienne des équations de couche limite. Cette technique a été adaptée pour prendre en compte les phénomènes de relaxation et la formulation déficitaire. Enfin, des résultats de validation et d'application sont présentés sur différentes configurations.

  • Titre traduit

    Three-dimensional hypersonic boundary layers : nonequilibrium and entropy layer effects


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XV-315 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.203-210

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997/210 BUG
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