Étude expérimentale des structures cohérentes dans un écoulement turbulent décollé et comparaison avec une couche de mélange

par Sandrine Aubrun

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Hieu Ha Minh.

Soutenue en 1998

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    Les écoulements turbulents décollés, présents dans les applications industrielles, ont des comportements fortement instationnaires caractérisés par la présence de structures tourbillonnaires cohérentes dans la couche cisaillée incurvée créée par le décollement. Par la présence de la recirculation et de la zone de recollement, les structures cohérentes possèdent une évolution différente de celles rencontrées dans une couche cisaillée libre classique. Notre étude consiste donc à déterminer les similarités entre les structures cohérentes de la couche cisaillée décollée et de la couche cisaillée libre plane ainsi que l'évolution des structures cohérentes lorsqu'elles s'approchent du recollement. Des mesures instationnaires multipoints, à l'aide de peignes de fils chauds, réalisées en soufflerie aérodynamique nous permettent d'accéder à une information spatio-temporelle du passage des structures cohérentes dans trois sections d'un écoulement décollé derrière une marche descendante. Après traitement par deux techniques conditionnelles distinctes (l'une basée sur la vorticité, l'autre sur une reconnaissance de profil), nous accédons aux grandeurs cohérentes caractéristiques de la structure tourbillonnaire dominante et étudions son comportement lorsque sa position dans la couche cisaillée varie, à section fixée. L'application de ces méthodes à une section d'une couche de mélange plane puis à trois sections de la couche cisaillée décollée nous renseigne sur la similarité de morphologie des structures cohérentes dans les deux écoulements, sur l'identité propre de la structure et confirme le phénomène de blocage du processus d'appariement lorsqu'on s'approche du recollement ainsi qu'une trajectoire majoritairement confinée dans la partie haute de la couche cisaillée décollée, signifiant ainsi une advection directe des structures vers l'aval sans impact physique sur la paroi. Cette étude fournit des informations sur l'identité et l'évolution des structures cohérentes dans une couche cisaillée décollée et constitue une base de données solides pour la validation de simulations numériques instationnaires.


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Informations

  • Détails : 228 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 173-178

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98INPT001H/1
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