Étude expérimentale de l'influence de défauts de surface sur la transition laminaire-turbulent d'une couche limite aspirée

par Cam-tu Methel

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Grégoire Casalis et de Maxime Forte.

Thèses en préparation à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse) , en partenariat avec Energétique et Dynamique des Fluides (laboratoire) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    L'objectif de la thèse est d'étudier l'influence des défauts de surface sur la transition laminaire-turbulent d'une couche limite aspirée. En effet, il est bien connu que sur paroi pleine (sans aspiration) des défauts de surface bidimensionnels (marches, rainures, ...) peuvent déclencher une transition prématurée. Cette problématique est étudiée depuis de nombreuses années à l'ONERA et a permis de mettre en place des critères performants de hauteurs de déclenchement. Pour répondre aux exigences actuelles, ces critères doivent être étendus au cas de couches limites aspirées. La jonction zone aspirée/zone pleine ne peut se faire sans une discontinuité de surface de type rainure. La thèse a pour but de concevoir, réaliser et exploiter un dispositif expérimental permettant d'étudier le déclenchement de la transition en aval de défauts de surface au sein d'une couche limite aspirée avec pour objectif d'étendre le critère existant aux parois poreuses. Cette étude expérimentale s'effectuera dans un premier temps dans une soufflerie de recherche basse vitesse, et pourra être étendue en fonction de l'avancement de la thèse, au régime transsonique.

  • Titre traduit

    An experimental investigation of the effects of surface defects on the laminar-turbulent transition of a boundary layer with wall suction


  • Résumé

    This thesis aims at caracterizing the influence of surface imperfections on the laminar-to-turbulent transition of a sucked boundary layer. On non-porous surfaces (without suction), two-dimensional surface imperfections, such as steps and gaps, can trigger premature transition. ONERA's expertise in this field of study has enabled the definition of critical height parameters above which, and given specific flow conditions, transition is triggered. With the increased interest in boundary layer suction systems to reduce fuel consumption, critical height parameters have to be extended to sucked boundary layers since the junction between porous and non-porous surfaces necessarily results in a surface discontinuity such as a step or gap. This thesis' objective is to design, build and test an experimental set-up to define such criteria for porous surfaces (with suction). Tests will first be performed in a subsonic wind tunnel facility and could be extended to the transonic regime.