Simulation numérique et analyse physique d'un écoulement d'arrière-corps axisymétrique et application au contrôle des charges latérales

par Pierre-Elie Weiss

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Pierre Sagaut.

Soutenue en 2010

à Paris 6 .

mots clés

• Simulation numérique
• Contrôle
• Buffeting
• Culot
• Arrière-corps

Résumé

L'accès à l'espace et la mise en orbite de satellites représentent des enjeux majeurs de l'industrie et de la recherche. Un des principaux objectifs dans ce domaine est d'augmenter la capacité en charge utile pour réduire les coûts d'accès à l'espace. Il convient que la mise en orbite de ces charges s'effectue dans les meilleures conditions. L'exploitation des données en vol du lanceur Ariane 5 a mis en évidence la présence de fluctuations de pression pouvant induire des efforts instationnaires repris par les vérins du moteur Vulcain. Ces efforts s'exercent dans la zone décollée du culot d'un lanceur normalement à l'axe de la poussée. Ils sont qualifiés de charges latérales. Relativement à ce contexte, deux aspects sont étudiés. Dans un premier temps, la dynamique des écoulements axisymétriques décollés, à haut nombre de Reynolds et en régime compressible est considérée au moyen de simulations numériques. Ensuite, le contrôle des phénomènes à l'origine du buffeting culot est abordé.

Titre traduit

Numerical simulation and physical analysis of an axisymmetric afterbody and application to side load

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