L'ETUDE PRESENTEE DANS CE MEMOIRE CONCERNE LA CARACTERISATION DES FLUCTUATIONS DE PRESSION PARIETALE EN AVAL D'UN DIAPHRAGME AXISYMETRIQUE, AVEC ET SANS ADJONCTION D'UN CLAPET, EN REGIMES SUBSONIQUE ET SUPERSONIQUE. LE CADRE GENERAL DE CET TRAVAIL EST LA CARACTERISATION DU BRUIT GENERE PAR LES REGULATEURS DE PRESSION. LE BUT DE CETTE ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE EST DE DEFINIR DES PARAMETRES ISSUS DES SIMULATIONS NUMERIQUES DE L'ECOULEMENT, POUVANT SERVIR D'ECHELLES CARACTERISTIQUES DES FLUCTUATIONS DE PRESSION MESUREES EXPERIMENTALEMENT. L'OBJET DE LA PARTIE NUMERIQUE EST D'UTILISER, APRES VALIDATION, UN CODE DE CALCUL COMPRESSIBLE, AFIN DE SIMULER L'ECOULEMENT TURBULENT A TRAVERS UN DIAPHRAGME POUR LES DEUX REGIMES. IL EST ALORS DEMONTRE QUE LE CODE RAMPANT PERMET, EN EMPLOYANT LE MODELE DE TURBULENCE K-EPSILON, DE RETROUVER LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT, NOTAMMENT LA PRESENCE DE CELLULES DE CHOC EN REGIME SUPERSONIQUE. AU NIVEAU EXPERIMENTAL, DES MESURES DE FLUCTUATIONS DE PRESSION PARIETALE SONT REALISEES EN AVAL D'UN DIAPHRAGME POUR LES DEUX REGIMES, AINSI QUE DES VISUALISATIONS PAR OMBROSCOPIE DES CELLULES DE CHOC EN REGIME SUPERSONIQUE. LA LOCALISATION DES SOURCES DE PRESSION FLUCTUANTE EST REALISEE A PARTIR DE L'ETUDE DES VITESSES DE PHASE. IL EST PROPOSE UNE METHODE D'ADIMENSIONNEMENT DES MESURES DES PRESSIONS FLUCTUANTES PAR DES PARAMETRES TURBULENTS ISSUS DES SIMULATIONS NUMERIQUES. ON DEMONTRE ALORS QUE CES ECHELLES PERMETTENT DE QUANTIFIER ET DE PREDIRE LES FLUCTUATIONS DE PRESSION D'ORIGINE TURBULENTE EN REGIME SUBSONIQUE, DANS UN DOMAINE FREQUENTIEL OU SONT EXCLUS LES MODES ACOUSTIQUES TRANSVERSES. UNE ETUDE SIMILAIRE EST ENSUITE CONDUITE DANS LE CAS PLUS REEL DU REGULATEUR AXIAL. LA CONNEXION ENTRE RESULTATS EXPERIMENTAUX ET NUMERIQUES EN REGIMES SUBSONIQUE ET SUPERSONIQUE PERMET ALORS DE CONFIRMER LA VALIDITE DE LA METHODE D'ADIMENSIONNEMENT.

Une étude expérimentale sur l'écoulement turbulent décollé et recollé au passage d'une marche descendante est réalisée. Cette étude est destinée à produire des mesures de référence sur la structure turbulente de ce type de l'écoulement, en particulier dans les cas de la paroi rugueuse et de l'écoulement incident du type jet pariétal qui n'avaient pas encore été étudiés expérimentalement. Les expériences sont développées pour comprendre les effets des rugosités de la paroi (nikuradse) et de la turbulence extérieure dans la zone de recirculation et de recollement. Les expériences préliminaires sont réalisées en faisant des mesures qualitatives (visualisation laser) et quantitatives (fil chaud simple) dans une petite soufflerie a jet pariétal, et les expériences finales sont réalisées en faisant des mesures utilisant deux fils chauds parallèles dans une grande soufflerie a couche limite. Les mesures portent sur les vitesses moyennes longitudinales et les fluctuations de vitesses longitudinales. La définition géométrique des expériences correspond à la proposition de la conférence de Stanford (AFOSR, 1981). les mesures sont exploitées par trois méthodes: le lissage des gradients de vitesses moyennes près de paroi pour définir la longueur de recollement, les longueurs caractéristiques de la turbulence en coordonnées de Westphal pour analyser le comportement des grandes structures, la loi universelle logarithmique (couche limite) et l'affinité des profils de vitesses moyennes (jet pariétal) pour analyser la zone de recollement. L’analyse spectrale a été faite dans le cas de la couche limite sur paroi rugueuse. Les résultats de mesure dans la zone de recirculation sont validés par la visualisation. Les résultats de cette étude doivent contribuer a construire les modélisations et la simulation numérique de ce type d'écoulement

Une grande partie de cette étude est basée sur la mesure simultanée de la vitesse et de la pression dans une couche limite de plaque plane en transition naturelle. Une méthode de discrémination laminaire-turbulent combinée à une analyse conditionnelle a permis l'obtention des signatures types des bouffées de turbulence en termes de variation de la pression pariétale. Les différences entre signaux de pression mesures dans l'écoulement exterieur et sous la couche limite ont montré l'importance des perturbations aérodynamiques très localisées : sous la couche limite laminaire, le signal est quasiment identique au signal de pression exterieur avec deux différences cependant : un filtrage des hautes pressions et la présence des ondes d'instabilité. Sous la couche limite en transition, le phénomène d'intermittence perturbe complètement le signal de pression pariétale. Sous la couche limite turbulente, les deux signaux retrouvent une certaine similitude aux basses fréquences. La présence de plusieurs microphones a mis en évidence le pilotage de l'apparition des bouffées de turbulence par les fluctuations de pression d'origine acoustique présentes dans l'installation d'essai. Ce type d'analyse a été effectué en écoulement uniforme et en écoulement ralenti : le problème de la transition en écoulement accéléré qui ne concerne dans la pratique que les hydrodynamiciens a été abordé par le calcul et a donné quelques résultats qui ont été comparés à des valeurs expérimentales trouvées dans l'étude bibliographique.

ETUDE EXPERIMENTALE DANS L'AIR. MESURE DES DISTRIBUTIONS DE PRESSION ET DE VITESSES. DETERMINATION DES PERTES DE CHARGE DANS LA MAQUETTE ET DES CONTRAINTES DE FROTTEMENT A LA PAROI. ETUDE DU CHAMP TURBULENT ET DES DISTRIBUTIONS DES DIVERSES FLUCTUATIONS DE VITESSE ET DE TENSION DE REYNOLDS. ANALYSE SPECTRALE DES COMPOSANTES TURBULENTES DE VITESSE. ON PRECISE LES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT ETUDIE. VISUALISATION DANS L'EAU ILLUSTRANT LES RESULTATS OBTENUS DANS L'AIR. UNE PREDETERMINATION NUMERIQUE A L'AIDE DU MODELE DE TURBULENCE K-EPSILON EST APPLIQUEE A CE CAS D'ECOULEMENT COMPLEXE

etude d'une couche limite bidimensionnelle se developpant sur un cylindre dont l'axe est parallele a la direction de la vitesse exterieure. a une position ou l'ecoulement est pleinement developpe une partie du cylindre est mise en rotation, creant ainsi des effets tridimensionnels qui peuvent etre importants. mesures de pression et de vitesse moyenne dans la sous-couche a proximite de la paroi. determination des coefficients de frottement et mesures de turbulence. analyse numerique a l'aide d'un schema de longueur de melange modifie