Modélisation et simulation numérique des écoulements de mélange gazeux hors d'équilibre vibrationnel : application au laser à écoulement supersonique CO2/N2

• Auteur / Autrice : Marc Maurel
• Direction : David Zeitoun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Résumé

L'objet de ce memoire est de modeliser et de simuler les ecoulements de melanges gazeux hors d'equilibre vibratoire dans les tuyeres et la cavite d'un laser gazodynamique de type co2/n2 a diffusion supersonique. Les tuyeres d'emission presentent la particularite d'etre intercalees, ce qui permet un premelange des gaz avant d'atteindre la cavite optique. L'integration numerique des equations completes de navier-stokes, couplees aux equations de relaxation de vibration des especes excitees, est realisee a l'aide d'un schema explicite aux differences finies, precis a l'ordre deux dans l'espace et dans le temps. L'operateur bidimensionnel est decoupe suivant un produit d'operateurs monodimensionnels. Cette etude nous a permis de mettre en evidence: des phenomenes dissipatifs importants dans les differentes tuyeres d'emission, la structure complexe des ecoulements d'azote pur excite et des melanges de jets supersoniques dans la cavite, l'influence du premelange des gaz sur le comportement du coefficient de gain evalue pour differentes transitions monoquantum vibration-rotation.