Contribution a l'etude experimentale et theorique de l'eclatement tourbillonnaire en air incompressible

Contribution to the experimental and theoretical study of vortex breakdown

• Auteur / Autrice : Didier Pagan
• Direction : Jean-Pierre Guiraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

En aerodynamique, le phenomene d'eclatement affecte principalement les tourbillons se formant a l'extrados des ailes en fleche ou sur les fuselages, lors du vol a grade incidence. Il est caracterise par la presence d'un point d'arret sur l'axe du tourbillon, suivi d'une zone de recirculation, et plus en aval, d'un ecoulement tres turbulent. Une etude experimentale, en soufflerie, des conditions d'apparition de l'eclatement, et une description detaillee de certaines configurations ont ete realisees. Deux montages ont ete utilises afin de faire varier la forme des profils de vitesse amont. L'eclatement est provoque par un gradient de pression adverse ajustable. Les mesures de vitesse et de turbulence ont ete realisees grace a la velocimetrie laser tridirectionnelle. La courbe limite d'eclatement (taux de rotation en fonction du taux de recompression) a ete determinee pour des formes de profils de vitesse amont variees. Les configurations finement decrites peuvent servir de reference experimentale pour la validation des codes de calcul. Sur le plan theorique, un modele numerique reposant sur les equations de navier-stokes pour un ecoulement laminaire, incompressible et axisymetrique a ete developpe. Des solutions eclatees stationnaires du type bulbe sont obtenues. Une utilisation systematique de ce code a permis de determiner la limite d'eclatement, sous la forme d'une relation entre les differents parametres d'influence. Cette courbe limite d'eclatement est en bon accord avec celle deteminee experimentalement