Étude expérimentale et modélisation des mécanismes de transition sur aile en flèche, avec application au maintien de la laminarité

par Gilles Gasparian

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Daniel Arnal.

Soutenue en 1998

à Toulouse, ENSAE .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire, divisé en deux parties principales, traite de la transition laminaire-turbulent de la couche limite en écoulement incompressible sur des ailes en flèche. La première partie concerne les problèmes de contamination et de transition naturelle de la ligne de partage alors que la seconde est relative à la transition par instabilités (longitudinales ou transversales) sur une aile en flèche. Les conclusions dégagées au cours de ce travail s'appuient sur des résultats numériques et expérimentaux obtenus dans la soufflerie subsonique F2 du Fauga-Mauzac. L'étude de la ligne de partage a permis de quantifier les performances d'un Gaster bump et d'une aspiration pariétale en tant que dispositifs anti-contamination. Des mesures par films chauds montrent que la couche limite sur la ligne de partage reste laminaire jusqu'à des nombres de Reynolds très élevés (proche des valeurs sur le bord d'attaque d'un avion de transport). Une étude numérique de la transition naturelle de la théorie de la stabilité linéaire est aussi entreprise. Les résultats obtenus sont en bon accord avec les observations expérimentales. Dans la seconde partie, on s'intéresse aux moyens de prévision de la transition sur une aile en flèche munie d'un dispositif d'aspiration. Les positions de transition et les spectres de fluctuations (observées expérimentalement) fournissent une base de données pour l'exploitation de la méthode du eN (théories liéaires Orr-Sommerfeld et PSE). Deux stratégies d'intégrations sont retenues pour le calcul du facteur N : la méthode enveloppe et la méthode à β fixé. La confrontation entre résultats expérimentaux et numériques montre que la stratégie à β fixé semble la plus appropriée. Enfin, une étude à caractère plus fondamental est entreprise à l'aide du modèle PSE non linéaire.

  • Titre traduit

    Experimental study and transition mechanisms modeling on swept wing, with application to laminar flow control


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Informations

  • Détails : 1 vol. (x-256 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-127

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  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-GAS-98
  • Bibliothèque : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998/236 GAS
  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TFE GASPARIAN G.
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