Laminar Turbulent Transition in a Hypersonic Boundary Layer. Receptivity and Instability Pre-History (original) (raw)
Le travail présenté dans cet article a été effectué dans le cadre d'un programme Erasmus réalisé à l'Université Polytechnique de Czestochowa (Pologne) -département de la Mécanique des Fluides. Le travail a été accompli en collaboration avec Artur Drozdz et sous la tutelle du Professeur Witold Elsner. Le présent article décrit l'analyse d'une couche limite turbulente créée en soufflerie à la surface d'une plaque plane en plexiglas pour un flux d'air ayant un nombre de Reynolds Re θ compris entre 1900 et 3400, sous des conditions de dépression et de surpression. La variation de pression a été réalisée grâce à la contraction de la veine fluide dans laquelle les mesures ont été effectuées. Cet article comporte trois parties : théorie -résultats et analyse -normalisation des données en vue de l'élaboration de modèles permettant le calcul de couches limites turbulentes. Mots clés : couche limite turbulente -gradient de pression -échelle de normalisation.
2014
Cette etude s'inscrit dans le cadre de la modelisation du comportement vibro-acoustique d'une structure immergee dans un fluide lourd excitee par une couche limite turbulente (CLT). Plus particulierement, on s'interesse a la prise en compte des variations spatiales des parametres d'excitation de la structure qui peuvent etre induites par le developpement de la CLT ou par un gradient de pression statique. Dans un premier temps, l'influence de ces variations sur les spectres des fluctuations de pression en paroi est presentee sur un exemple academique d'ecoulement en eau sur un massif de sous-marin. On met en evidence des variations significatives de niveaux des spectres de pression en paroi de la structure vibrante. Ceci va a l'encontre du champ de pression generalement considere dans les modeles vibro-acoustiques qui est suppose homogene spatialement. Dans le but de prendre en compte ces variations dans le calcul de la reponse vibro-acoustique, differente...
Scalar fluctuation pdf’s in transient turbulent mixing
Comptes Rendus de l Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Astronomy
Requ le 15 septembre 1997. accept6 le 14 octobre 1997) R&urn&. L'histogramme des fluctuations de concentration qui resulte du melange turbulent transitoire d'un paquet de scalaire converge rapidement vers une forme exponentielle decroissante, parametree par un temps de melange f, = 0,12 i In ( 5Sc) qui depend du temps d'injection du paquet dans le milieu f et du nombre de Schmidt SC. 0 Acadcmie des SciencesElsevier, Paris Mots cl& : melange / scalaire passif / turbulence Scalar fluctuation PDF's in transient turbulent mixing Abstract. The cnnc,entrution jiuctuation PDF resulting ~rorn the transient turbulent mixing of il scalar blob exhibits rapidly a dcwwlsing exponential shape, parametrised by ~1 rnl.rinx time f, = 0.12 f In ( 5Sc) which depends on the injection time of thp blob in the d medium ; and on the Schmidt number SC. 0 Acadtkie des Science.s/Elsrvieu, Puris Keywords: mixing /pa.ssiw scalar / turbulences Abridged English Version
La transition vers la turbulence de la couche d'Ekman stratifiée
2011
L'écoulement d'Ekman se forme au voisinage d'une paroi dans un uide tournant. Dans la couche d'Ekman stratiée, la transition vers la turbulence est contrôlée par les nombres de Reynolds Re, de Richardson Ri et de Prandtl P r. Pour des Ri inférieurs au Ri critique, des tourbillons se forment par saturation de l'instabilité linéaire primaire. Nous montrons que lorsque P r > 1 des tourbillons d'amplitude nie existent lorsque Ri atteint sa valeur critique et au-delà. Nous étudions l'instabilité secondaire de ces tourbillons. La stratication modie le vecteur d'onde le plus instable, qui passe de k 2 ∼ 2 − 3 pour de faibles stratications à k 2 ∼ 0.2 − 0.4 pour des fortes stratications. De plus lorsque P r = 1, le taux de croissance de l'instabilité secondaire diminue lorsque la stratication augmente, alors que lorsque P r > 1, ceux-ci augmentent.
La transition dans une couche limite en rotation estétudiée par voie de DNS spectrale. Cetécoulement abrite des modes d'instabilité convectifs et une instabilité absolue, susceptible d'ouvrir une route directe vers la turbulence. Mais cette voie dépend du résultat de la compétition entre les effets d'inhomogénéité spatiale, stabilisant, et les effets non-linéaires, déstabilisant. De plus, les modes convectifs peuvent inhiber la route directe, et conduireà une autre voie de transition.
Reconstruction of Turbulent Fluctuations Using a Hybrid RANS/LES Approach
Journal of Computational Physics, 2002
Je remercie sincèrement Monsieur le professeur Jean-Pierre Bertoglio et Monsieur Frédéric Ducros d'avoir acceptéd ' etre les rapporteurs de ce travail, et pour l'intérêt qu'ils yo n tpo r t e. Egalement, je souhaite exprimer mes plus vives remerciementsà Monsieur le professeur Olivier Pironneau, qui m'a fait le grand honneur de diriger mon travail, avec disponibilité et intérêt. Après chacune de nos rencontres, je me suis remis au travail avec une motivation nouvelle. J'exprime toute ma gratitudeà Monsieur le professeur Pierre Sagaut. Outre de son immense culture scientifique, il a su me faire bénéficier de son savoir-faire dans le domaine de la recherche. Son apport scientifique et pédagogique aété essentiel dans le déroulement de ce travail. Tous mes remerciements vontégalementà Monsieur Michel Ravachol de Dassault-Aviation d'avoir bien voulu faire partie de mon jury de thèse. J'adresse mes remerciementsà Monsieur Pierre Moschetti de la DGA, qui a permis de financer ce travail et qui a accepté de faire partie de mon jury de thése. Je souhaite exprimer ma gratitudeà Monsieur Philippe Morice, directeur du Département Simulations Numériques des Ecoulements et Aéroacoustiqueà l'ONERA, pour m'avoir accueilli au sein de son département. Je tienségalementà associeràc et r a v a i lm e sc o l l egues de l'unité ETRI, dirigée par Monsieur Lê. Merci aux "jeunes", Merry, Edouard, Mathieu, Lutz, Sébastien, Ronan et little Q pour leurs inénarables "export" qui ont bien contribuéàlacohésion scientifique de l'équipe et aux "vieux" Gigi, baniàT o u l o u s e ,Ś ebastien et Eric, bannisà DAAP. Un grand merci aussià Marco (Monsieur Marc Terracol), pour les exellentes discussions, scientifiques ou non, mais toujours de qualité (ultra). Merci de plus d'avoir participer a mon jury. De même, merci beaucoupà James M. qui masterise tant de commandes Unix. Cela a eté un grand plaisir de travailler avec lui. Toute ma gratitudeà Didier, grâceàq u i le monde informatique est plus beau. Enfin un motà tout ceux qui m'ont rendu ces trois années agréables, je veux dire tous mes compagnons de soirée (dans le désodre) : Bob & Marielle, Mister Q, Mighty Marco & Magical Zic, Etienne, Lilie (Lily ?) & Black Bellami, Arnaud & Maryse, Io, Léon, James M. (encore), Louise, Cedric, Koroviev, Gagaelle. Mais aussià ma famille età mes admirables parents. EtàS o l ene...-L e sḿ ethodes statistiques (RANS pour Reynolds Averaged Navier-Stokes [131], MSD pour méthode semi-déterministe [62, 71]) qui consistentà moyenner statistiquement et/ou temporellement le champ.-La simulation des grandeséchelles (SGE) qui s'intéresseàl ap a r t i eb a s s ef ŕ equence du champ. 1 En pratique, la résolution nécessaireà une bonne simulation varie en fonction du type de configuration. Cette estimation est valable pour une couche limite, mais la résolution d'une couche de mélange, par exemple, est nettement moins sensible au nombre de Reynolds, et davantageà d'autre critères (épaisseur de vorticité...). 7 D'autre part, Morris et al. [116] ont proposé une décomposition spectrale du champ, de la forme partie statistique/partie perturbée, et ont appliqué cette méthodeà des problèmes acoustiques. Des résultats intéressants en terme de réduction du coût numérique ontété obtenus par la mise en oeuvre de ces techniques. Cependant, leur validation ou leur domaine d'application reste insuffisant. L'objet de cette thèse aété d'essayer d'utiliser l'idée de Morris et al. en la transposant al ' etude aérodynamique de champs visqueux. Après une présentation générale des concepts de simulation des grandeséchelles et des méthodes statistiques, la méthode est présentée et replacée dans le contexte général des méthodes multirésolutions. Nous proposons ainsi une nouvelle technique de couplage approche statistique / simulation des grandeséchelles, et tentons d'établir de façon rigoureuse son domaine de validité, ses possibilités et ses limites. Pour ce faire, le cas d'étude académique du canal plan bipériodique aété choisi. Par la suite, ses capacités dans des cas complexes ontétéétudiées, en appliquant cette nouvelle approcheà la simulation d'écoulements sur des configurations industrielles (aube de turbomachine, aile hypersustentée).Danscecadre,ilaétéń ecessaire de développer des conditions limites adaptées aux spécificités de la méthode.
In two independent articles, and Peixinho et al. (2005) studied experimentally the flow structure of aqueous solutions of 1.5 wt% Laponite and 0.2 wt% Carbopol respectively in a cylindrical pipe. It was observed that the mean velocity profiles are axisymmetric in laminar and turbulent regimes, and present an increasing asymmetry with increasing Reynolds number in transitional regime. The present paper provides a three-dimensional description of this asymmetry from axial velocity profiles measurements at different axial and azimuthal positions. The obtained results indicate that the asymmetry is very weak near the entrance section and increases along the duct. It is shown that these results traduce the existence of a stable non-linear state characterized by two contra-rotating longitudinal vortices.
This publication provides a set of detailed data obtained in the boundary layers that develop on the blades of a compressor cascade (at mid-span of the blades). The experimental data are acquired for a Reynolds number of 382,000. The characteristics of the non-equilibrium turbulent boundary layers on the suction side of the blades are measured by two-dimentional laser Doppler anemometry. The average velocity and Reynolds stresses are compared with results obtained in the literature with particular configurations on flat plates with pressure gradient. The differences can be explained by the effects of curvature and adverse pressure gradients.
Turbulence Instationnaire Dans Les Jets Pulsants Ou Battants
Journal de physique. Colloque, 1976
En forçant des perturbations de forte amplitude, pulsations ou battements sur des jets, on engendre des écoulements périodiques à turbulence instationnaire. La visualisation par bulles d'hydrogène met en évidence de grosses structures se propageant au sein de la zone turbulente. Des mesures utilisant l'anémométrie à fil chaud et une méthode d'échantillonnage périodique montrent qu'un important transfert d'énergie s'effectue de la fluctuation périodique à la turbulence pour les deux types de perturbations. Dans les jets puisants, l'évolution de la turbulence au cours de la phase révèle l'existence d'une bouffée concentrée dans le temps et d'activité très intense qui coïncide avec la crête du mouvement de base.