Abstract FR:

Cette thèse contribue au développement de méthodes numériques d'analyse d'écoulements instationnaires, et plus particulièrement des interactions fluide/structure apparaissant dans les turbomachines. L'outil numérique a été élaboré afin de capter les différentes ondes se propageant dans un écoulement fluide, tout en respectant une bonne précision temporelle. La fermeture de la turbulence a été faite via un modèle à deux équations de transport k-. L'utilisation de plusieurs schémas numériques spatiaux et temporels a permis de mettre en exergue leurs qualités et leurs faiblesses dans des cas stationnaires et instationnaires. La critique des méthodes numériques est indispensable à la réalisation d'une analyse physique pertinente. Des études d'écoulements instationnaires ont été réalisées pour mieux comprendre l'origine de la rupture des aubes lors de couplage fluide/structure dans une turbomachine, et plus spécialement lors du flottement transsonique. La méthode a été appliquée à l'analyse de deux configurations réelles de flottement. Mais, en raison de la complexité de ces écoulements, il est difficile de trouver l'origine du flottement. Une étude plus fondamentale a été réalisée sur une configuration simple, une tuyère transsonique. Elle a mis en évidence différents phénomènes. D'une part, les ondes régressives sont amplifiées lorsque le nombre de Mach local tend vers l'unité. Ce phénomène est appelé blocage acoustique. Cette accumulation d'énergie est théoriquement infinie. Dans les simulations numériques non-visqueuses et visqueuses effectuées, elle est finie car limitée par la diffusion numerique et physique. D'autre part, l'interaction onde de choc/couche limite joue un rôle essentiel lorsque l'onde de choc est intense. Cette interaction produit des harmoniques en temps d'ordre supérieur et un déphasage du mouvement de la couche limite. Or, c'est le déphasage entre l'excitation et la réponse à cette excitation qui est à l'origine de l'apparition du flottement.