Simulation numérique directe de la turbulence en présence d'une paroi ablatable

par Thibault Harribey

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Patrick Chassaing et de Thanh-Ha Nguyen-Bui.

Soutenue en 2011

à Toulouse, ISAE .


  • Résumé

    Lorsqu’une sonde rentre dans l’atmosphère à une vitesse hypersonique, le bouclier thermique reçoit plusieurs centaines de MW. M−2. Ce flux est absorbé par la paroi (composite C/C) grâce à des réactions physico-chimiques (oxydation, sublimation, etc. ). Les expériences de jet de plasma révèlent que cette perte de matière s’accompagne de l’apparition de rugosités spécifiques lorsque le régime de l’écoulement est turbulent. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de caractériser, à la plus petite échelle de la turbulence (échelle de Kolmogorov), l’interaction entre l’écoulement turbulent et une paroi ablatable afin de mieux évaluer la formation de ces rugosités. La première phase de ce travail a ainsi consisté en la validation physique des phénomènes turbulents simulés, d’abord en configuration périodique puis en présence de surfaces de blocage pariétal. Pour cela, nous avons développé et adapté à une configuration de présence de paroi, une méthode de forçage spectral de la turbulence dont nous validons l’implémentation. Pour cela, un traitement statistique des résultats a été élaboré pour prendre en compte le caractère aléatoire de la turbulence. L’étude de l’évolution structurelle du matériau ablaté, couplé à un champ de vitesse turbulent, démontre alors l’influence du nombre de Reynolds de turbulence et de la taille des structures porteuses d’énergie, sur la vitesse de récession de la paroi et les motifs rugueux observés.

  • Titre traduit

    Direct numerical simulation of turbulence near an ablatable wall


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Informations

  • Détails : 1 vol. (208 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.205-208

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011/10 HAR
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