Université d'Orléans

Discipline : Mécanique - Génie Mécanique

Résumé :

Les études numériques présentées s’articulent autour de deux thématiques liées au vol hypersonique aérobie : (i) le mélange turbulent réactif à grand rapport de densité typique des chambres de combustion des super-statoréacteurs ; (ii) la prévision et le contrôle de la transition laminaire/turbulent des couches limites superso-
niques. Ces deux thématiques concernent les écoulements turbulents à grande vitesse.
L’approche retenue pour l’étude du premier volet est la simulation des grandes échelles explicite (SGE ou LES en anglais) ou implicite (ILES) en écoulement compressible multiespèces. Dans le premier cas (LES), l’identification  et  la  modélisation  sur  la  base  d’arguments  physiques  des  termes  incalculables  dits  « de  sous-maille » issus de l’opération de filtrage des équations est nécessaire. On cherche alors à minimiser les interactions entre les erreurs numériques introduites par le schéma de discrétisation et la modélisation sous-maille explicite. A l’opposé, dans le second cas (ILES), le filtrage et la modélisation sont implicites et reposent entièrement sur les erreurs numériques du schéma, qu’il s’agit de quantifier précisément. On compare les deux approches pour les cas de jets air/H 2  transsonique non-réactif et supersonique réactif.
Le second volet est plus directement lié au projet LEA développé conjointement par MBDA France et l’ONERA, et dont le CNRS est partenaire. L’analyse de stabilité linéaire de la couche limite se développant sur l’avant-corps du véhicule a permis d’identifier les mécanismes d’instabilité prépondérants, et le couplage avec la méthode du eN a montré que la transition naturelle est incertaine dans les conditions de vol envisagées. Afin de forcer cette transition (souhaitable), on a proposé un système de rugosités passives, et on étudie actuellement un forçage par injection pariétale active.