Étude numérique des instabilités d'un écoulement de couche limite en présence d'une paroi déformable

par Olivier Wiplier

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Uwe Ehrenstein.

Soutenue en 1999

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le thème général du travail est la description de l'interaction entre une couche limite instable et une paroi souple, dans le cadre du contrôle de la transition de couches cisaillées par utilisation de parois souples. Une modélisation numérique est proposée afin de donner des éléments de réponse quant à l'influence de la présence d'une paroi souple sur le développement des instabilités. A cette fin, les équations de navier-stokes sont résolues dans une géométrie complexe due à la déformation de la paroi, cette dernière interagissant de manière passive avec l'écoulement. Pour la résolution numérique un changement de variables dépendant du temps, la géométrie est alors elle-même une inconnue du système, est opéré. Le système transformé est discrétisé en utilisant une méthode mixte différences finies d'ordre 4 - collocation Chebyshev. Le modèle numérique prend en compte des effets non parallèles et non linéaires pour correspondre à un modèle réaliste. D'abord, une étude de stabilité linéaire a été réalisée afin de faire l'inventaire des différentes sources d'instabilités qui existent dans ce système couple fluide-structure.

  • Titre traduit

    Numerical investigation of instabilities in a boundary-layer flow over compliant coatings


  • Résumé

    En effet, mis à part l'onde de Tollmien-Schlichting, d'autres sources d'instabilités issues de l'interaction apparaissent. La résolution du système complet de Navier-Stokes couple au modèle dynamique de la paroi a permis ensuite de simuler simultanément ces sources d'instabilités et leurs interactions. La prise en compte de parois souples de longueurs finies a notamment permis de mettre en évidence des ondes progressives se propageant vers l'amont ou des déformées globales de la surface (induites par les non-linéarités). La recherche d'une instabilité absolue dans le système a été menée de manière systématique, à la fois par une étude linéaire de l'instabilité et par l'injection d'un signal impulsionnel dans le système global fluide-structure. Bien qu'il soit effectivement possible de réduire l'amplification de l'instabilité visqueuse par utilisation de parois souples, la paroi elle-même généré des ondes dont l'interaction avec celle du fluide peut conduire dans certains cas à une détérioration de la paroi par l'apparition possible d'un mécanisme d'instabilité absolue.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-151

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1999-297
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