L’étude de la couche limite tridimensionnelle et de son décollement autour des corps fuselés avec incidence est l'axe principal de cette thèse. Une méthode de calcul aux approximations paramétriques de la couche limite laminaire est présentée, ensuite appliquée sur un ellipsoïde aplati à 6 degrés d'incidence. Les différents paramètres de l'écoulement sont exposés. La ligne de décollement tridimensionnel de la couche limite est calculée, ensuite déduite expérimentalement par la méthode électrochimique. Enfin, les équations de la couche limite turbulente tridimensionnelle écrites dans le repère (s,z,n) sont transformées en un système explicite de trois équations dont l'intégration est effectuée numériquement par une méthode itérative.

Der Sammelband enthält Beiträge einer Tagung über die Simulation von dreidimensionalen Flüssigkeiten. Sie geben einen Überblick über den Stand des Wissens auf dem Gebiet der numerischen Simulation der Turbulenz, angewandt auf eine weite Spanne von Problemen wie Aerodynamik, Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, Konvektion.This volume contains the material presented at the IMACS-COST Conference on CFD, Three-Dimensional Complex Flows, held in Lausanne (Switzerland), September 13 - 15, 1995. It gives an overview of the current state of numerical simulation and turbulence modelling applied to a wide range of fluid flow problems such as an example aerodynamics, non-Newtonian flows, transition, thermal convection.

L'un des problèmes cruciaux pour l'amélioration du rendement des dispositifs aérohydrodynamiques est intimement lié au phénomène de décollement tridimensionnel ainsi que de son contrôle qui reste à nos jours-ci le sujet préféré de la plupart des chercheurs en mécanique des fluides. Plusieurs études ont été menées dans ce sens. Celles-ci ont abouti à des résultats plus au moins déférents du point de vue des méthodes de modélisation et de compréhension du phénomène lui-même. Dans le même sens ce travail a pour but l'étude du décollement tridimensionnel et du contrôle de la couche limite laminaire tridimensionnelle autour d'un corps fuselé en incidence. La première partie est réservée à une étude bibliographique ou on traite les différentes études faites dans le domaine du calcul est du contrôle de la couche limite tridimensionnelle. La deuxième partie traite le calcul de l'écoulement à potentiel ou on met en évidence deux paramètres d'influence (l'aplatissement et l'incidence). Dans la partie suivante, en choisissant les équations de Prandtl on a pu appliquer une méthode dite développement en séries dans le sens de Loitsianski qui a pour but d'universaliser les équations de la couche limite en transformant ainsi les équations à dérivées partielles en un système d'équations différentielles ordinaires ; une fois ce système résolu, les résultats seront tabulés une fois pour toute. Le chapitre qui suit est réservé à l'application de la méthode déjà citée sur un ellipsoïde de rapport d'axe 1 : 6 et pour un écoulement laminaire stationnaire avec une vitesse à l'infini amont égale à 1 m/s. On a traité dans le chapitre qui suit le contrôle de l'écoulement déjà cité par deux procédées : l'aspiration (l'injection) ou bien le champ magnétique. Et pour valider notre calcul à propos de la ligne de décollement, on a utilisé deux méthodes expérimentales : la vélocimétrie laser est la méthode polarografique à l'aide des sondes doubles électrochimiques. Et on achève ce travail par une conclusion générale qui met en évidence tous les points essentiels de notre rapport.

Notre étude s'inscrit dans un cadre purement fondamental et complémentaire à tous les travaux effectués dans le domaine des écoulements instationnaires, allant de l'obtention de solutions exactes de quelques cas très simples à des solutions asymptotiques au voisinage de basses ou hautes fréquences (ou amplitudes) de vibration. On s'est intéressé plus particulièrement à la structure de la couche limite (détermination des composantes de vitesse ainsi que les coefficients de frottement) autour d'un ellipsoïde de révolution placé sous incidence et mis en vibrations harmoniques dans un écoulement laminaire d'un fluide visqueux newtonien incompressible. L’approche a été purement théorique et reposant nécessairement sur deux procédés de résolution des équations de la couche limite. La méthode des approximations successives qui consiste sous certaines conditions physiques à construire la solution de proche en proche sous la forme d'une série, la convergence de cette série dépend de ces conditions physiques. La méthode de lin qui s'applique bien dans le cas où l'écoulement extérieur est perturbé par des hautes fréquences. On note aussi l'introduction de quelques paramètres de contrôle de la couche limite tel que le paramètre magnétique et le facteur de glissement à la paroi de l'obstacle considéré.

MISE EN OEUVRE D'UNE METHODE AUX DIFFERENCES FINIES POUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE COUCHE LIMITE TURBULENTE TRIDIMENSIONNELLE SUR UNE PAROI PLANE. ETUDE DE PLUSIEURS MODELES DE TURBULENCE POUR UNE COUCHE LIMITE TRIDIMENSIONNELLE EVOLUANT VERS LE DECOLLEMENT. ETUDE PAR ANEMOMETRIE LASER SUR UN OBSTACLE CYLINDRIQUE PROFILE PLACE SANS INCIDENCE SUR UNE PAROI PLANE (SIMULATION D'UNE JONCTION AILE-FUSELAGE). MESURE DU CHAMP DE VITESSE MOYENNE ET DES 6 COMPOSANTES DU TENSEUR DE REYNOLDS. MESURES DE PRESSION STATIQUE ET VISUALISATIONS

Le travail présenté dans ce mémoire consiste en l'étude de la couche limite turbulente dans des diffuseurs plan et à symétrie de révolution dans l'hypothèse d'un fluide incompressible. On propose une méthode approchée de traiter la couche limite turbulente d'un écoulement plan et à symétrie de révolution. Elle est basée sur une variante de la théorie phénoménologique semi-empirique développée récemment dans le cas plan analogue. Les résultats obtenus, en appliquant cette méthode simple à une seule couche, sont satisfaisants. Une procédure de calcul efficace et rapide a ensuite été développée afin d'étudier la couche limite turbulente asymétrique dans les diffuseurs plans en régime transitoire. Les singularités qui peuvent se produire dans le calcul ont été analysées et supprimées grâce à un algorithme combinant la méthode de Stanford et la méthode approchée. Cette procédure de calcul permet de considérer deux couches limites distinctes asymétrique et de déterminer le point de décollement. Une analyse comparative avec certains résultats expérimentaux, a permis d'établir les domaines d'applicabilité et validité de ces deux méthodes dans le cas des diffuseurs plans et à symétrie de révolution.