Mesures et analyses détaillées des champs turbulents en couches de mélange annulaires supersoniques

par Stéphanie Bellaud

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides et aérodynamique

Sous la direction de Jean-Paul Bonnet.

Soutenue en 1999

à Poitiers .


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  • Résumé

    Cette recherche concerne la couche de melange annulaire issue de la rencontre d'un jet supersonique et d'un ecoulement exterieur subsonique entraine. Trois nombres de mach pour le jet ont ete etudies (1,3, 1,8 et 2,5). Les moyens de mesure ainsi que la validite de ces dernieres sont longuement discutes. Des visualisations strioscopiques et tomographiques ont permis une analyse qualitative de la structuration a grande echelle. Ensuite, un sondage des ecoulements exterieurs mais aussi des couches limites initiales, a ete realise dans le but d'obtenir les conditions aux limites de l'ecoulement. Pour terminer la qualification preliminaire, nous nous sommes interesse a l'evolution globale du jet (taux d'evasement, longueur de cone potentiel, region de similitude). Une fois toutes ces caracteristiques obtenues, notre interet s'est plus largement porte sur la zone de similitude pour la couche de melange annulaire dans la region de cone potentiel. Nous y avons donc etudie les champs de vitesse moyens et turbulents (jusqu'au moment d'ordre 4) et ainsi obtenu l'evolution de la structure du tenseur de reynolds dans cette region de l'ecoulement. A partir de la et a l'aide de quelques hypotheses simplificatrices, des bilans d'energie cinetique et de tensions de reynolds ont pu etre etablis. Il apparait a l'issue de cette etude que la structure du tenseur de reynolds n'est pas affectee par la compressibilite dans la gamme des nombres de mach etudies. De plus apres comparaison avec d'autres auteurs, les bilans de quantites transportables obtenus dans la couche de melange annulaire pour trois nombres de mach differents sont peu differents de ceux obtenus en configuration plane et qu'ils ont une allure similaire a ceux obtenus par simulation numerique directe.

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Informations

  • Détails : 208 f
  • Annexes : 72 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 99/POIT/2254
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