Analyse des écoulements compressibles turbulents interactions onde de choc / couche limite

Abstract

Les phénomènes spontanés sur les écoulements compressibles turbulents, dans les tuyères de type de Laval, ont prouvé l’existence de l’interaction de plusieurs événements physiques : décollement de la couche limite, l’écoulement de retour, ondes de choc, couche de mélange turbulente. Ces phénomènes très complexes peuvent influencer sur les performances et la fiabilité des tuyères propulsives. Cette étude porte sur la simulation numérique d’un écoulement turbulent d’un fluide compressible (air) supposé parfait dans une tuyère axisymétrique. Le système d’équations qui régit le phénomène est un système non linéaire décrit par les équations de Navier -Stokes et résolu à l’aide de la méthode des volumes finis, en utilisant le schéma de MacCormack pour la discrétisation des termes figurants dans les différentes équations de ce modèle. Le modèle de turbulence utilisé est celui à deux équations de transport, de type ( – SST (Shear-Stress-Transport) de Menter. L’objectif principal de cette étude est d’analyser l’influence de la variation de la pression d’entrée sur les caractéristiques de l’écoulement telles que la vitesse, la pression et la température etc. Les calculs numériques obtenus ont permis de retrouver les différents phénomènes observés expérimentalement. Mots clés: Couche limite, McCormack, Fluide compressible, Ondes de choc, Simulation numérique, Tuyère convergente-divergente, Turbulence.