Abstract FR:

L'accroissement de la puissance utile récupérée sur l'arbre d'une turbine nécessite des températures d'entrée élevées. Dans les turboréacteurs militaires, les températures d'entrée pour les turbines haute-pression sont de l'ordre de 2000 k dans le prédistributeur. Des niveaux similaires sont prévus pour les futurs avions supersoniques civils. Un système de refroidissement des aubes est alors impératif. La technique active de refroidissement par film d'air est l'un des moyens les plus efficaces de dépasser les températures maximales admissibles par les matériaux. Toutefois, l'introduction de fluide de refroidissement dans l'écoulement principal induit une diminution de l'efficacité aérodynamique. Le comportement aérodynamique des jets tridimensionnels introduits dans un écoulement transversal est dominé par les tourbillons de différentes origines qui accompagnent leur développement. Une meilleure compréhension de ces tourbillons, grandement responsables du mélange, peut faire progresser les modélisations et les simulations. Dans cette étude numérique, nous nous attachons à examiner la structure de cet écoulement tridimensionnel complexe par une analyse détaillée de la verticité dans des configurations de base. Les simulations sont réalisées grâce au code Navier-Stokes tridimensionnel canari développé par l'Onera. Un cas test expérimental de référence est sélectionné et détaillé qui constitue une validation et une base comparative. A cette occasion, nous exposons les modifications nécessaires du code de calcul et les conditions d'emploi correspondantes. Les différents tourbillons présents dans l'écoulement sont identifiés par un suivi de trajectoires. Un schéma numérique de post-traitement de l'équation de bilan de la verticité est développé et appliqué au cas de validation afin d'identifier les mécanismes mis en jeu lors de la création des tourbillons et lors d'interactions entre eux. Nous poursuivons par une étude de l'influence des principaux paramètres aérodynamiques sur les tourbillons et étendons l'étude au cas de la rangée de jet, notamment. Enfin, les conclusions de cette étude sont posées et les développements et les compléments ultérieurs envisagés.