Rapport physis

Disponible uniquement sur Etudier
  • Pages : 26 (6301 mots )
  • Téléchargement(s) : 0
  • Publié le : 29 novembre 2011
Lire le document complet
Aperçu du document
Ecoulements instationnaires autour de surfaces portantes

1 Introduction

Les écoulements pariétaux bi- et tridimensionnels considérés se caractérisent généralement par un comportement instationnaire marqué. Une double classification est adoptée pour cette présentation en considérant d’une part le caractère quasi-incompressible ou compressible de l’écoulement et d’autre part, suivant lavaleur du nombre de Reynolds, son caractère laminaire, transitionnel ou pleinement turbulent. Ainsi, au x 2, les étapes successives de la transition vers la turbulence au sein d’écoulements pariétaux incompressibles sont analysées pour les cas d’étude de référence que constituent le cylindre circulaire et l’aile de type NACA0012, d’envergure infinie. Une fois détaillées les différentes instabilités quiconstituent les mécanismes fondamentaux de cette transition, le cas des écoulements incompressibles turbulents autour de corps est abordé au x 3. Une description préliminaire de la couche limite turbulente rencontrée dans ce Chapitre 2. Ecoulements instationnaires autour de surfaces portantes contexte est en particulier proposée. Enfin, au x 4, les écoulements compressibles sont considérés.L’effet de la compressibilité sur le développement d’instabilités autour de corps pour des nombres de Reynolds modérés est analysé dans un premier temps, autorisant une dissociation efficace des divers phénomènes instationnaires mis en jeu. Suite à cela, quelques écoulements transsoniques typiques à grands nombres de Reynolds sont envisagés.

2 Transition vers la turbulence dans les écoulementsincompressibles à nombres de Reynolds modérés

L’analyse des instationnarités apparaissant dans le sillage incompressible de corps de référence pour des nombres de Reynolds faibles à modérés est un point important pour la compréhension des mécanismes successifs de la transition vers la turbulence. En effet, les instationnarités complexes observées à grands nombres de Reynolds au sein d’écoulementspleinement turbulents correspondent généralement à l’interaction entre divers phénomènes apparaissant successivement à faibles nombres de Reynolds. Dans ce contexte, les écoulements considérés dans cette section, bien qu’éventuellement instationnaires, possèdent un fort caractère déterministe. En particulier, ces écoulements présentent des couches limites laminaires et les phénomènes à l’origine desinstationnarités sont des instabilités se développant dans le sillage au-delà de certaines valeurs critiques du nombre de similitude de Reynolds qui quantifie le rapport des forces d’inertie et des forces visqueuses et s’exprime comme suit :
Re=ul/γ (2.1)

où u représente une vitesse caractéristique, généralement la vitesse de l’écoulement à l’infini amont dans le casd’écoulements autour de corps, l est une longueur caractéristique, par exemple la corde d’un profil d’aile ou le diamètre d’un cylindre et γ = μ/ ρ est la viscosité cinématique avec μ la viscosité dynamique et ρ la masse volumique du fluide. Dans cette section, le cas de l’écoulement autour d’un cylindre circulaire est en premier lieu considéré. Ce corps a fait l’objet de nombreuses études expérimentaleset numériques conduisant à une analyse et une quantification précise des instabilités mises en jeu, ces mêmes instabilités apparaissant également dans l’écoulement autour d’une aile à forte incidence. Ce dernier point constitue la seconde partie de cette section.

2.1 Ecoulements autour d’un cylindre circulaire

L’écoulement incompressible autour d’un cylindre circulaire a été largement analysédans la littérature d’un point de vue expérimental pour ne citer que quelques études, mais également numérique, par exemple. Ces différentes investigations ont mis en évidence les “régimes” successifs de l’écoulement en fonction du nombre de Reynolds. Les grandes étapes de la transition vers la turbulence pour cette configuration d’écoulement en fonction du nombre de Reynolds sont ici...
tracking img