Analyse physique d'écoulements compressibles instationnaires autour de structures portantes dans le contexte d'interaction fluide-structure
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
A main objective of this thesis is the physical analysis by solving the Navier-Stokes equations of flows around an airfoil at zero incidence for a viscous compressible fluid in the subsonic and transonic regimes. For Mach numbers 0. 2-0. 4 and Reynolds 104 we have analysed the evolution of the von Kármán instability by means of the Landau model with use of Mach number as parameter. This instability is found to be triggered by the compressibility effect. This study allowed the evaluation of the critical Mach number for the appearance of this instability. The second part of the study consists of the development of a numerical code for the prediction of the fluid domain motion following the dynamic mesh variation. The pitching irfoils flows studied show a good agreement with the other studies. This work is a first step towards a fluid-structure interaction code.
Abstract FR:
Le premier objectif de la thèse est l'analyse par simulation numérique des équations de Navier-Stokes pour des écoulements autour d'un profil d'aile sans incidence, d'un fluide visqueux compressible en régime principalement subsonique et instationnaire. Pour Mach=0. 2-0. 4 et Re=104, nous avons analysé, par le modèle de stabilité de Landau, avec comme paramètre critique le nombre de Mach, l'évolution de ces écoulement vers une instabilité de von Kármán. . Cette instabilité est purement la résultante d'effets de compressibilité. Cette étude a permis de déterminer le nombre de Mach critique d'apparition de cette instabilité. Le second volet de ce travail consiste en l'élaboration d'un code numérique permettant l'évolution du domaine fluide dans le temps par des mouvements de paroi. Les tests effectués (tangage de profils d'aile) montrent de très bonnes adéquations dans les comparaisons de résultats. Ce travail constitue une première approche de l'étude de l'interaction fluide-structure.