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Thèse soutenue

Modélisation d'écoulements bidimensionnels de fluide parfait : application aux jets et sillages épais (profils rigides ou déformables) avec validation expérimentale

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Auteur / Autrice : Régine Weber-Rozenbaum
Direction : Jacques Hureau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Orléans

Résumé

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Les écoulements bidimensionnels, stationnaires et irrationnels de fluide parfait, incompressible et non pesant ont été étudies depuis fort longtemps grâce à la théorie du potentiel complexe. Néanmoins, les configurations étudiées restaient de géométrie simple et peu réaliste. Plus récemment, de nouvelles méthodes de résolution plus performantes sont apparues mais présentant, pour certaines, encore des limitations quant à leur utilisation. Dans cette optique, le but de cette etude a été d'améliorer et d'appliquer une méthode itérative, développée précédemment, a de nouveaux types d'écoulements. Elle utilise la résolution d'un problème mixte aux limites, dont la numérisation est étudiée. Son application a un écoulement autour d'un obstacle quelconque place dans une canalisation, quelconque elle aussi, est ensuite présentée. Les résultats sont valides par les rares configurations traitées dans la littérature et par des relevés expérimentaux (obtenus par PIV). Les voiles souples non poreuses, se mettant à l'équilibre sous l'action du vent, sont ensuite étudiées. La présence d'un mat est prise en compte et le sillage décolle, soit sur le mat, soit sur la voile. Une nouvelle fois, il n'existe pas de résultats dans la littérature pour ce type d'écoulement et des relevés expérimentaux ont été nécessaires. Enfin, l'etude de l'impact de deux jets, de largeur et direction différentes, problème non résolu dans la littérature, est considère. Une approche différente de celle utilisée jusqu'à présent par les différents auteurs a permis d'établir une solution unique au problème. Cette application a nécessité l'etude de deux problèmes annexes et complémentaires : l'impact d'un jet sur une paroi infinie (problème direct) et la détermination de la géométrie d'une paroi soumise à l'impact d'un jet et sur laquelle la répartition de pression est connue (problème inverse). Il faut noter que ce dernier problème présente une infinité de solutions pour une configuration initiale fixée.