Etude des charges latérales dans une tuyère supersonique surdétendue

par Stève Girard

Thèse de doctorat en Mécanique des milieux fluides

Sous la direction de Thierry Alziary de Roquefort.

Soutenue en 1999

à Poitiers .


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  • Résumé

    Lors du demarrage d'un moteur fusee au sol, la tuyere fonctionne en regime de surdetente. Durant ce regime transitoire, apparait un choc de recompression qui s'accompagne de decollements de la couche limite. Bien que la geometrie de la tuyere soit axisymetrique, les decollements perdent leur symetrie et donnent ainsi naissance a des efforts lateraux sur la tuyere elle-meme, efforts dont les effets sont rendus encore plus desastreux par les caracteres aleatoires et instationnaire du phenomene. Cette etude experimentale concerne le cas d'une tuyere axisymetrique profilee dite ideale. La tuyere fonctionne en air froid et sa structure est rigide. Les parois sont lisses et le nombre de mach en sortie eleve (m = 5). Les mesures de pression statique moyenne a la paroi mettent en evidence qu'il n'existe pas de recollement de la couche limite mais qu'il apparait une condensation de l'oxygene dans la partie supersonique de l'ecoulement. On observe un bon accord entre ces resultats et ceux issus des criteres de decollement empiriques. La condensation de l'oxygene a permis d'effectuer des visualisations de la partie supersonique en regardant dans le divergent par l'aval. Il a ete ainsi possible de mettre en evidence un domaine de pression generatrice pour lequel l'ecoulement semble tres agite. Dans le cas d'un decollement a mi-tuyere, des mesures par la technique des films chauds ont prouve l'existence d'instationnarites basses frequences dans toute la zone decollee, instationnarites fortement correlees le long d'une generatrice. La correlation associee aux signaux issus de deux generatrices diametralement opposees est negative et significative ce qui prouve l'existence d'efforts lateraux entretenus dans ces conditions experimentales. Les mesures de fluctuations de pression a la paroi ont permis de confirmer ces resultats et de quantifier les charges laterales. A partir de ces resultats, le niveau rms des efforts lateraux a ete estime a 100 dan.

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Informations

  • Détails : xvi, 240 p
  • Annexes : 66 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/2373
  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
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