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Dissertations / Theses on the topic 'Couche de limite'
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1
Glikson, Fabienne. "Couche limite sur paroi rugueuse." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0003.
Full textAbstract:
La technique de prise de moyenne volumique a été étendue aux écoulements compressibles pour établir un modèle pour des écoulements compressibles turbulents de type couche limite se développant sur paroi rugueuse. Le formalisme proposé est plus rigoureux que les précédents. Cette technique fait apparaître naturellement et rigoureusement les termes supplémentaires conventionnels dus à la présence des rugosités, mais également de nouveaux termes qualifiés de "termes dispersifs" et enfin justifie la prise en compte des effets des rugosités également dans le modèle de turbulence. De nouvelles modélisations sont proposées pour les termes supplémentaires. La théorie, initialement développée pour un modèle de turbulence de type schéma de longueur de mélange, a été étendue à des modèles de turbulence à équations de transport. Les modèles ont été validés dans les trois régimes rugueux, sur différents types d'états de surface et pour des écoulements à basse vitesse et hypersoniques. Les bases de données ont été analysées. Associés à un nouveau modèle pour le coefficient de traînée de pression Cd, les modèles améliorent l'accord calcul-expérience concernant les caractéristiques de la couche limite en général et les transferts de chaleur pour des écoulements hypersoniques en particulier.
2
Lahrichi, Mohamed Seddik. "Etude expérimentale de couches limites cinématiques sur une aube de turbine aéronautique à grande échelle." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0049.
Full textAbstract:
Pour cette thèse, il a fallu définir une grille expérimentale d'aubes de turbine, l'installer, effectuer ses réglages aérodynamiques et réaliser des sondages bidimensionnels dans des couches limites cinématiques se développant sur une aube, ainsi que dans ses sillages. L'aubage choisi est bidimensionnel et son profil est celui d'une aube de distributrice à gaz aéronautique. En raison de la longueur de corde de l'aube qui est de 1. 4m, la grille plane ne comporte que deux canaux inter-aubes, formes d'une aube centrale d'expérimentations et de deux surfaces adjacentes, extrados et intrados, du même profil. Les réglages des distributions de vitesse potentielle, de périodicité, autour de l'aube centrale ont été effectués sur la base de résultats d'un calcul bidimensionnel, non visqueux, aube à aube. Les sondages à mi-envergure, dans les couches limites et les sillages de l'aube, pour trois différents taux de turbulence en amont de l'aube (0. 6% ; 3. 6% ; 6%) ont été réalisés à l'aide d'anémométrie au fil chaud et d'anémométrie laser bi-composantes. Les mesures, côté extrados et côté intrados de l'aube, du champ de vitesses moyennes et fluctuantes ont permis de décrire des évolutions de la couche limite laminaire, transitionnelle et turbulente, sur des parois concave et convexe, en présence de gradients de pression positifs et négatifs. Différents modes de transition de la couche limite ont ainsi été caractérisés.
3
Moursali, El Mostafa. "Etude expérimentale d'une couche limite eau-air a bulles se développant sur une plaque plane verticale." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0018.
Full textAbstract:
La structure des écoulements verticaux ascendants a bulles au voisinage des parois solides est étudiée en explorant le cas d'une couche limite turbulente se développant sur une plaque plane verticale. Les résultats concernent la distribution de taux de vide, le frottement a la paroi et les profils de vitesse du liquide. Nous avons montre que la migration des bulles vers la paroi existe. Cependant, la migration n'est pas systématique. Elle dépend fortement de la taille moyenne des bulles. La migration et la décélération significative des bulles a la paroi, se révèlent être les deux mécanismes principaux responsables du pic de taux de vide détecte près des parois. Les mesures du frottement a la paroi obtenues par film chaud affleurant, montrent que le coefficient de frottement est accru par la présence de la phase dispersée dans des proportions dépendant a la fois de l'amplitude du pic et de la vitesse externe du liquide. Cet accroissement est relie a une modification de la loi logarithmique universelle et a un aplatissement du sillage de la couche limite
4
Ferrey, Paul. "Modèles aux tensions de Reynolds avec prise en compte de l’intermittence de frontière." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2331.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d’optimiser un modèle aux tensions de Reynolds. Des contraintes lui sont appliquées pour reproduire l’influence d’un gradient de pression sur la structure de la couche limite. Ceci a conduit à revoir le comportement des modèles de turbulence au voisinage d'une frontière libre. On obtient un comportement différent de celui classiquement supposé : la solution en puissance attendue est incluse dans une solution plus complexe. Les contraintes pour la frontière libre sont alors incompatibles avec les autres contraintes. Le caractère intermittent de la frontière libre a dû être pris en compte afin de découpler le comportement du modèle au voisinage d’une frontière libre de son comportement dans une région pleinement turbulente, ceci dans le but de satisfaire toutes les contraintes. Le modèle construit est optimisé sur les écoulements libres et la couche limite pour laquelle les contraintes imposées apportent une amélioration sensibleThe goal of this PhD thesis is to optimise a Reynolds stress model. Some constraints are applied to the length scale transport equation in order to take into account the effect of a pressure gradient on the structure of the boundary layer. This leads us to revisit the analysis of the behaviour of turbulence models at the vicinity of a free stream edge. The behaviour is different from what has been assumed before as the expected power law solution is contained in a more complex solution. This study proved that the constraints for the free stream edge are incompatible with the other constraints. The intermittent character of the free stream edge is taken into account in order to unlink the behaviour of the model at the free stream edge from its behaviour in fully turbulent regions. The model deduced from this analysis fulfils all the constraints and is calibrated on free shear flows and boundary layers where the constraints significantly improve the quality of results
5
Frangi, Jean-Pierre. "Dynamique de la couche limite de surface sahélienne." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613677j.
Full text
6
Frangi, Jean-Pierre. "Dynamique de la couche limite de surface sahélienne." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30247.
Full textAbstract:
On presente les recherches relatives aux etudes de dynamique de la couche limite de surface en region sahelienne, realisees de 1980 a 1984. L'accent est d'abord mis sur l'aspect bilan energetique dont l'importance est fondamentale pour la comprehension du role joue par la bande sahelienne dans la dynamique des climats. D'un point de vue plus finalise, les mesures faites dans une bande en permanence observee par satellite sont egalement d'un grand interet dans le domaine de la validation puis de la generalisation des donnees satellitaires. Dans cette etude le role particulierement important du sol en tant que regulateur de la distibution de l'energie thermique est analyse. Le role du cycle de l'eau dans le sol est egalement analyse mais incompletement traite. La part la plus originale de ce travail est relative a la mise en evidence du role du transfert radiatif dans le flux de chaleur sensible dans l'atmosphere pres de la surface. Cette contribution liee aux tres forts suradiabatismes rencontres (plus de 50#oc/m) est de l'ordre de 100 wm-2. Elle est de nature a modifier la dynamique de la cls (turbulence flux) et devrait conduire a terme a une nouvelle description universelle des proprietes de la couche limite de surface
7
PERLAT, JEAN-PHILIPPE. "Modelisation et calcul parallele d'une couche limite cinetique." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066678.
Full textAbstract:
A hautes altitudes ou en regimes rarefies, un gaz est modelise a l'echelle microscopique, comme une multitude de particules caracterisees par leur vitesse et leur position. L'equation mathematique du modele est l'equation de boltzmann, qui decrit l'evolution d'une fonction de distribution de vitesse et de position de ces particules et qui peut etre numeriquement resolue par des methodes de monte carlo. Le regime transitionnel caracterise par un nombre de knudsen (le rapport entre le libre parcours moyen et une echelle caracteristique de l'ecoulement) entre 0. 001 et 0. 1, est plus difficile a modeliser. Afin de repondre aux doubles problemes de temps de calcul et de place memoire des methodes de monte carlo pour ce regime, nous developpons premierement un code parallele avec decomposition de domaine. Une autre strategie utilise des equations aux moments, obtenues par l'integration ponderee de l'equation de boltzmann sur l'espace des vitesses, et fermees en supposant que la fonction de distribution est de la forme f(x)=exp((x,t). M(v)). Le modele de levermore ainsi appele est decrit mathematiquement et numeriquement. En particulier, nous proposons des conditions aux limites consistantes au modele asymptotique et developpons un schema numerique du premier ordre d'origine cinetique pour le systeme aux moments de levermore resultant. Enfin, nous presentons une strategie generale pour la resolution de problemes d'ecoulements en regime transitionnel, couplant les equations de levermore utilisees dans la region rarefiee, aux equations de navier-stokes resolues dans la region fluide. Des resultats numeriques sont presentes pour valider cette strategie de couplage.
8
Rouault, Mathieu. "Modélisation numérique d'une couche limite unidimensionnelle stationnaire d'embruns." Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22028.
Full textAbstract:
Dans le cadre du programme international de cooperation hexos et en parallele avec les experiences conduites dans la grande soufflerie de l'i. M. S. T. , on a developpe un modele a fermeture du premier ordre par des coefficients d'echanges turbulents. Ce modele calcule numeriquement l'evolution d'une population de gouttes produites par l'eclatement des bulles a la surface de l'eau sous l'effet du transport turbulent et de l'evaporation dans des champs turbulents de concentration de vapeur d'eau et de temperature. Le modele considere des gouttes d'eau pure de diametre compris entre 10 et 100 microns dans une couche limite de laboratoire pleinement developpee au dessus d'une surface d'eau sans vague. Les embruns sont separes en plusieurs categories selon leur taille; chaque categorie est consideree comme un champ scalaire diffuse par la turbulence, comme la temperature et la concentration de vapeur d'eau. Ces champs sont couples par des termes sources-puits rendant compte de l'evaporation des gouttes: changement de categorie par perte de masse des embruns, production de vapeur d'eau et echange de chaleur sensible. La production d'embruns ejectes de la surface par l'eclatement des bulles, les effets de glissement par inertie, la dynamique de l'ejection et les effets dus a la gravite sont pris en compte. Ce modele est compare et ajuste aux resultats de l'experience cluse-hexist 3 qui a ete realisee dans la grande soufflerie d'echanges ocean-atmosphere de l'i. M. S. T. En mai-juin 1988
9
Aguilar, Jean-Christophe. "Optimisation de formes hydrodynamiques : Couche limite intrinsèque tridimensionnelle." Paris, ENMP, 1996. http://www.theses.fr/1996ENMP0834.
Full textAbstract:
On se place dans le contexte de la theorie des profils portants dans lequel il est possible de separer l'ecoulement autour d'un obstacle bien profile en deux regions, l'une lointaine et l'autre proche. Dans la premiere, l'action de la viscosite est negligeable et un solveur numerique tridimensionnel d'elements finis de frontiere est developpe. Il permet le calcul du champ de pression a la paroi, des efforts hydrodynamiques appliques a l'obstacle ainsi que de la masse d'eau ajoutee. Cette derniere mesure la perturbation occasionnee par la presence de l'obstacle dans l'ecoulement du point de vue cinetique. On etablit que le gradient de forme de la masse d'eau ajoutee est donne par la pression dynamique sur le bord du domaine fluide. On donne une formulation variationnelle du sillage qui permet sous des contraintes de perimetre borne, d'obtenir l'existence d'un tel sillage et dont la condition necessaire d'optimilate conduit a la condition classique d'equilibre des pressions de part et d'autre du sillage. La region proche de l'obstacle, siege d'effets non lineaires des equations de navier stokes, est ici decrite par une equation differentielle tangentielle a la paroi. Le couplage a l'ecoulement lointain est explicite. Le probleme de navier stokes exterieur en domaine non borne est ainsi ramene a un pose sur la paroi. Nous proposons ainsi un nouveau modele d'ecoulement avec couche limite par une approximation mixtez : equation integrale couplee a une coque fluide profonde et on fournit les algorithmes de calcul matrices par calcul formel. De plus, la derivee par rapport au domaine de ce nouveau modele peut etre calculee analytiquement en utilisant des techniques similaires a celles utilisees par f. Desaint et j. P. Zolesio pour la derivation des modeles de coques elastiques.
10
Réchou, Anne. "Structure turbulente de la couche limite atmosphérique marine (expérience SOFIA)." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30058.
Full textAbstract:
Une analyse de la structure de la couche limite atmospherique au-dessus de l'ocean a ete realisee a partir des mesures aeroportees effectuees pendant l'experience sofia, dans la region des acores, en 1992. Les conditions generales de l'experience etaient caracterisees par des situations meteorologiques anticycloniques, avec des vents faibles, des flux de surface faibles, donc une instabilite tres moderee. La couche limite etait surmontee de stratocumulus non homogenes, constituant une couche nuageuse non couplee avec la couche de melange dirigee par les flux de surface. L'etude des principaux moments turbulents montre que, malgre une flottabilite a la surface faible, la couche de melange se comporte comme une couche limite continentale convective, mais sans entrainement important au sommet. Une technique d'echantillonnage conditionnel, appliquee aux signaux turbulents, a permis de caracteriser les differentes particules qui composent le champ turbulent dans la couche limite. Ces particules ont ete decrites par la surface qu'elles occupent et par les quantites qu'elles transferent. L'analyse spectrale des signaux a permis d'analyser les differentes echelles de mouvement, et de quantifier leur importance respective dans les transferts turbulents. Enfin, les donnees obtenues sur une situation particuliere de l'experience ont pu etre comparees aux sorties d'un modele de type large eddy simulation
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Salinas, Hervé. "Stabilité linéaire et faiblement non linéaire d'une couche limite laminaire compressible tridimensionnelle par l'approche PSE." Toulouse, ENSAE, 1998. http://www.theses.fr/1998ESAE0024.
Full text
12
Vartanian, Christian. "Développement de méthodes expérimentales permettant de relier la structure spatio-temporelle de l'écoulement au champ de pression pariétale." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2279.
Full textAbstract:
Les travaux de thèse portent sur la détermination, à partir d'acquisitions simultanées de données expérimentales de pression et de vitesse, de méthodes permettant d'établir un lien entre la structure spatio-temporelle de l'écoulement et le champ de pression pariétale. Un protocole expérimental novateur permettant de déclencher de façon répétable et à volonté deux structures tourbillonnaires contra-rotatives a été mis en place. L'étude simultanée du champ de vitesse et de la pression à la paroi a été menée grâce notamment à la vélocimétrie par imagerie de particules et l'emploi de capteurs pariétaux. Elle a permis de caractériser l'influence de l'évolution des vortex sur la couche limite turbulente et en terme de signature de pression à la paroi. Une application de ces méthodes de détection et d'identification des structures et d'analyse des fluctuations de pression à la paroi a été entreprise sur un cas test automobileThe aim of this work is to determine methods witch allow us to understand the link between the flow spatio-temporal stucture and the wall pressure field tanks to simultaneous experimental velocity and pressure data. A new ewperimental setup has been carried out in order to generate at demand two contra-rotative vortex, and this generation is reproductible. The simultaneous study of the velocity and wall pressure field was done in pariculary by particule imagery velocimetry and wall pressure transducers. The vortex influence during is evolution is caracterised on the turbulent boundary layer and in term of wall pressure signature. An automotive application of these detection and identification methods of structure and wall pressure fluctuation is done
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Zegadi, Rabah. "Contribution à l'étude de la couche de surface atmosphérique, en situation stable, simulée en soufflerie." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://www.theses.fr/1991ECDLA012.
Full textAbstract:
La simulation physique des basses couches de l'atmosphère nécessite l'utilisation de soufflerie de grandes dimensions associées à des puissances élevées lorsqu'on veut obtenir une stratification thermique de l'écoulement. Ce genre de simulation est d'un intérêt particulièrement important pour la compréhension des phénomènes fondamentaux présents dans la couche de surface atmosphérique et pour l'étude de problèmes de micro météorologie sur site à relief plus ou moins complexe. Notre étude essentiellement expérimentale a consisté à simuler un tel écoulement par une couche limite turbulente thermiquement stratifiée stable se développant sur plaque plane lisse ou rugueuse. Cette stratification est obtenue par refroidissement intense, à l'azote liquide, du plancher de la soufflerie. Le travail présenté comporte quatre parties essentielles: en premier lieu, la présentation du dispositif de refroidissement qui a permis l'obtention d'un degré de stratification caractérisé par un nombre de Richardson global de l'ordre de 0,15; dans une seconde partie, l'influence des effets des forces de buoyancy et des rugosités sur les caractéristiques de la couche limite avec une vitesse de l'écoulement de 1,8 m/s est analysée; la confrontation de la théorie de Monin & Obukhov est ensuite discutée à partir des résultats obtenus sur paroi rugueuse; enfin dans la dernière partie, la validation avec nos résultats expérimentaux d'un modèle k- développé, au laboratoire, dans le cadre des écoulements dilatables a grands nombres de Reynolds.
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Isdiyana. "Simulation lagrangienne du transport, de particules solides en suspension dans une couche limite turbulente." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1993. http://www.theses.fr/1993ECDL0039.
Full textAbstract:
Afin de permettre d'étudier le mécanisme du transport solide dans la région proche du fond, un modèle de calcul des trajectoires individuelles de particules solides en suspension en couche limite turbulente (trapsecl) a été construit. La fluctuation de vitesse de fluide est calculée à chaque pas de temps en respectant la corrélation lagrangienne et la probabilité des bouffées turbulentes. La vitesse des particules solides est obtenue par la résolution de l'équation dynamique régissant leur mouvement. Les effets dus à la rugosité du fond et à la force de portance, elle-même due au gradient de vitesse, sont pris en compte pour le calcul de vitesse de la particule solide. La méthode appliquée permet de traiter une large gamme de taille et de densité de particules. La validation du modèle se fait par comparaison entre les données expérimentales disponibles et les résultats de simulations. Un critère de mise en suspension de particules solides à partir de parois lisses et rugueuses a été établi à l'aide de ce modèle.
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De, Souza Carlos Augusto. "Techniques de maillage adaptatif pour le calcul des solutions de coques élastiques minces." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066489.
Full text
16
Augier, Eric. "Etude de la modification d'une couche limite turbulente par l'insertion d'un manipulateur type réducteur de trainée." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0011.
Full textAbstract:
Le développement des études dans le domaine de la mécanique des fluides est essentiellement lié aux travaux réalisés sur les écoulements turbulents. Dans ce cadre, les recherches concernant le cas d'un écoulement au voisinage de paroi présente un intérêt tout particulier. En effet, il est apparu que la modification de certaines grandeurs caractéristiques de ce type d'écoulement peut avoir une influence non négligeable sur son comportement. Par exemple, la trainée de frottement liée au développement d'une couche limite sur les parois peut se voir réduite par l'insertion d'une lamelle mince dans la région externe de l'écoulement turbulent. Outre l'intérêt pratique d'économie d'énergie qui en découle, l'introduction de ce manipulateur de couche limite peut aussi faciliter l'analyse des mécanismes fondamentaux qui gèrent le comportement des structures turbulentes. Mais il faut avant tout comprendre la nature d'une telle modification. Ainsi, une étude expérimentale a été réalisée au laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique de l'E. C. L. Et les mesures, en fournissant des informations détaillées, ont mis en évidence différents phénomènes physiques. Pour compléter cette étude, des travaux théoriques ont été effectués a l'université de notre dame (U. S. A. ). Basés sur la théorie de l'aérodynamique instationnaire et de la théorie de la distorsion rapide, ces travaux ont permis la modélisation d'un des effets. La comparaison avec les résultats expérimentaux permet de valider le modèle et montre l'importance d'un tel effet dans le processus de modification. Enfin, la comparaison des mesures avec les résultats d'un code de calcul, base sur un modèle k-, confirme que la modification d'une couche limite par une lamelle est aussi un probleme de diffusion. En changeant la modélisation a l'aide d'une nouvelle hypothèse, le calcul montre que l'intermittence des divers mécanismes de modification, joue un rôle
17
Cheinet, Sylvain. "La paramétrisation des couches limites convectives claires et nuageuses." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2002. http://www.theses.fr/2002EPXX0024.
Full text
18
Chosson, Frédérick. "Transfert radiatif dans les nuages de couche limite hétérogènes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00179771.
Full textAbstract:
L'hétérogénéité des nuages de couche limite est la somme de la variabilité 3D de l'eau nuageuse et de la variabilité microphysique décrivant les distributions dimensionnelles locales des gouttelettes. L'impact radiatif de ces variabilités est étudié d'une part sur le calcul de l'albédo d'une maille de modèle de grande échelle (GCM), et d'autre part sur la restitution des paramètres nuageux par satellite. La méthode employée utilise conjointement des simulations LES, 2 schémas extrêmes d'entraînement/mélange et un modèle de transfert radiatif 3D. Les résultats sont contraints par comparaison à des mesures in-situ et de télédétection. Il est montré que la variabilité microphysique est la source principale d'incertitude tant pour le calcul de l'albédo dans les GCM que pour la restitution des paramètres nuageux microphysiques. Elle peut conduire à une surestimation importante de l'effet indirect des aérosols dans les GCM et une sous-estimation importante de sa mesure par télédétection.
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Aymer, de la Chevalerie Dominique. "Interaction onde de choc-couche limite modélisation et calcul." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37595581g.
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20
Monavon, Arnault. "Etude d'une couche limite instationnaire sur une paroi déformable." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37599782b.
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21
Arnoux, Joël. "Champ turbulent d'une couche limite tridimensionnelle sur paroi mobile." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37595546z.
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22
Carvin, Christian. "Etude expérimentale d'une couche limite turbulente supersonique fortement chauffée." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376124930.
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23
Boutouili, Mohleddine. "Etude statistique expérimentale d'une combustion turbulente en couche limite." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376122687.
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24
Trijoulet, Alexandre. "Étude expérimentale de couche limite turbulente sur paroi rugueuse." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 1999. http://www.theses.fr/1999ESAE0026.
Full textAbstract:
Cette thèse présente la définition et les résultats d'une étude expérimentale de couche limite turbulente incompressible bidimensionnelle sur paroi rugueuse en présence de gradients de pression. La motivation de l'étude est associée à des problèmes rencontrés par EDF sur des aubes de pompes. Une synthèse bibliographique détaillée présente les connaissances actuelles sur la structure des couches limites turbulentes sur paroi lisse et sur parois rugueuses, en se focalisant plus particulièrement sur la notion de lois de paroi. L'établissement d'une similitude locale partielle entre les écoulements bidimensionnels réalisés en soufflerie et les écoulements tridimensionnels en présence de rotation uniforme présents à l'intérieur des pompes est discuté à partir d'une analyse des équations de Navier-Stokes. La difficulté d'assurer une similitude locale complète est mise en évidence. Cinq états de surface rugueux comportant des rugosités en forme de sillons triangulaires jointifs orientés perpendiculairement à l'écoulement ont été réalisés. Deux configurations d'écoulement (sans gradient de pression et ralenti) ont été retenues car des effets indésirables de faibles nombres de Reynolds sont apparus en écoulement accéléré. L'utilisation d'anémomètres à un ou deux fils chauds permet la mesure du champ de vitesses moyennes et de grandeurs turbulentes, avec la possibilité de réaliser des comparaisons croisées entre les différents résultats. Le calcul du coefficient de frottement est fait à partir des profils semi-logarithmiques de la vitesse moyenne à l'aide de lois de paroi. L'évolution des paramètres des lois de parois étudiées et des paramètres de similitude sont également présentées. Il ressort de cette étude que les lois de paroi et surtout la "hauteur de grain de sable équivalent" peuvent dépendre du gradient de pression et que la détermination du coefficient de frottement à partir de ces lois peut s'avérer difficile.
25
Boutouili, Mohieddine. "Etude statistique expérimentale d'une combustion turbulente en couche limite." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2336.
Full textAbstract:
Etude portant sur la combustion d'un premelange propane-air injecte a travers une paroi poreuse dans un ecoulement de gaz brule confine dans une veine de section constante. Mesures de la temperature fluctuante par thermocouple fin et de la vitesse par anemometrie doppler-laser
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Carvin, Christian. "Etude expérimentale d'une couche limite turbulente supersonique fortement chauffée." Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX22006.
Full textAbstract:
Mesures par thermocouples et fil chaud pour la temperature d'arret, tube de pitot et velocimetre laser pour la vitesse. Approche du champ flucturant par mesure des tensions tangentielles de reynolds par anemometre laser en montage "faux bidimensionnel"; etude de la faisabilite d'une mesure de fluctuation de temperature d'arret par fil chaud. Mise en evidence de l'influence d'un chauffage parietal sur les parametres caracteristiques de la couche limite. Analyse des relationsvitesse-temperature pour une couche limite en evolution
27
SCHWEITZER, FRANCIS. "Chimie multiphasique tropospherique - application a la couche limite marine." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1999. http://www.theses.fr/1999STR13047.
Full textAbstract:
Apres la decouverte des phenomenes des pluies acides et de la formation du trou de la couche d'ozone en antarctique et en arctique, un nouvel exemple de chimie heterogene se deroulant dans l'atmosphere a ete recemment observe. En effet, dans la couche limite marine, des concentrations particulierement elevees en radicaux halogenes ont ete mesurees. Ces fortes concentrations s'expliquent par l'interaction d'especes traces avec les aerosols marins, objet de la presente etude. L'etude experimentale des interactions gaz / liquide a necessite l'emploi des techniques du train de goutelettes et du tube a ecoulement a film tombant ont ete utilisees. Couplees simultanement a un spectrometre irtf et a un spectrometre de masse, ces deux dispositifs experimentaux ont permis l'etude des cinetiques de capture de o#3, chocho, ch#3so#3h, n#2o#5, cino#2, brno#2, brcl, hcl, hbr et hi. Selon les especes, ces etudes ont permis de determiner leurs constantes de henry, leurs constantes cinetiques dans la phase aqueuse ou encore leurs coefficients d'accommodation massique en fonction de la temperature. Il a notamment ete montre que certains des gaz traces etudies reagissent avec les ions halogenures presents dans les aerosols marins pour former des composes halogenes et/ou dihalogenes, qui du fait de leur faible solubilite, sont emis dans la phase gazeuse, modifiant ainsi fortement la capacite oxydante de la couche limite marine. Afin de determiner l'impact des especes traces etudiees sur la capacite oxydante tropospherique, un modele simulant la chimie dans la couche limite marine a ete developpe. Celui-ci reprend notamment les mecanismes reactionnels et les constantes determinees tout au long de ce travail. Il a ainsi ete demontre que, dans le cas d'une masse d'air polluee, la chimie heterogene du n#2o#5, de cino#2 et brno#2 sur les aerosols marins est responsable des concentrations elevees de radicaux halogenes relevees lors des campagnes de mesures.
28
Arnoux, Joël. "Champ turbulent d'une couche limite tridimensionnelle sur paroi mobile." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22024.
Full textAbstract:
Determination directe des tensions de reynolds dans un ecoulement tridimensionnel a l'autre d'une sonde a 4 fils chauds etalonnee par deux methodes. Les mesures sont effectuees dans la couche limite turbulence qui se developpe sur un cylindre en rotation axiale
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Monavon, Arnault. "Etude d'une couche limite instationnaire sur une paroi déformable." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066369.
Full text
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Bonne, Nicolas. "Stabilité de l'intéraction onde de choc/ couche limite laminaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX025/document.
Full textAbstract:
Le phénomène d’interaction onde de choc/couche limite (CL) est omniprésent en aérodynamique. De manière générale, il génère des oscillations basses fréquences qui peuvent être néfastes pour les machines. L’exemple typique est le tremblement de l’onde de choc sur profil d’aile en régime transsonique, dangereux car il peut exciter les modes de structure de l’aile et potentiellement la rompre. Ce type de phénoménologies a été largement étudié en condition de CL amont turbulente, ce qui a donné lieu à des scénarios physiques crédibles et des méthodologies d’étude efficaces, notamment les analyses de stabilité sur champs turbulents moyennés (RANS). Toutefois la technologie laminaire, c’est-à-dire l’utilisation de CL laminaires en vue de réduire la consommation des aéronefs représente un nouveau challenge scientifique sur cette problématique. La physique est en effet fortement impactée par la nature laminaire de la CL, notamment du fait de la faible résilience de celle-ci aux gradients de pression adverses et à la transition turbulente. Cette thèse a ainsi porté les méthodes d’analyse de stabilité sur champ RANSpour les situations de CL laminaire. L’originalité et l'apport de l’étude résident dans la prise en compte des modèles de transition dans l’approchelinéarisée sur champ RANS. Les modèles utilisés (RANS et transition) ont donc été linéarisés afin de réaliser des études de stabilité en perturbant toutes les variables aérodynamiques. La validation de la méthode a été réalisée par comparaison avec des résultats expérimentaux et de simulation (LES) sur deux conifurations d'application. La première configuration est le cas de la réflexion d’un choc oblique sur une plaque plane. La deuxième est celle du choc droit à l’extrados d’un profil en condition transsonique. Ces deux cas sont en condition de CL laminaire à l'amont du choc.Des analyses de stabilité et de résolvent ont été réalisées.Ces approches ont permis de caractériser le comportement d’oscillateur/amplificateur des écoulements en question et d'analyser la physique des instationnarités observées dans les expériences.Le cas de la réflexion de choc est caractérisé par trois fréquences. L'analyse de stabilité montre que celles-ci ne correspondent pas à des modes globaux instables mais à une dynamique d'amplificateur de l'écoulement. L'analyse de résolvent identifie bien ces trois fréquences. L’analyse des réponses optimales, couplée à une analyse de stabilité locale, a ensuite permis de proposer des scénarios physiques de ces dynamiques.Dans le cas du choc droit sur profil en régime transsonique, l'écoulement apparaît globalement instable. Deux modes d'instabilité sont identifiés. Le premier à basse fréquence correspond au phénomène de tremblement observé en conditions turbulentes. Le deuxième apparaît à plus haute fréquence, et correspond à un mode d'oscillation de la bulle de séparation présente sous le pied de choc.Plus largement, la thèse permet de suggérer que certaines dynamiques dans ce type d’interaction procèdent de mécanismes similaires liés à la respiration de la bulle de séparation laminaireThe shock wave boundary layer (BL) interaction phenomenon is ubiquitous in aerodynamic. In general this interaction generates some low frequency oscillations which can be disastrous for the machines. The typical example is the buffet phenomenon on an airfoil in transonic conditions. Buffet is dangerous since its low frequency can excite the structural modes of the airfoil and break it. The phenomenology has been wildly studied when the incoming BL is turbulent. These studies have derived several credible scenarii and efficient methodologies to capture its dynamic, especially the stability analysis tools on an averaged turbulent flow (RANS). However laminar technologies, the use of laminar BL to reduce the fuel consumption of planes, represent a new scientific challenge on this problematic. In fact, the physic of the interaction is importantly impacted by the laminar nature of the BL especially because of its weak resilience to an adversed pressure gradient and of the transition to turbulence.The thesis deals with the methodologies for the stability analysis on a RANS base flow in the case of a laminar BL. The originality and the contribution of this work have been to take into account a transition criteria in the linearised dynamic on a RANS base flow. The model used (RANS and transition) have then been linearized in order to make a stability analysis which take into account all the aerodynamic varaibles. The validation of this methodology has been made by comparison to expermient and simulation (LES) on two configurations of application. The first one is a weak reflected shock wave on a flat plate. The second one is the strong shock around an airfoil in a transonic regime. In both cases the incoming BL is laminar.Stability and resolvent analysis have been made. These approches have been able to caratirized the ocillator/noise amplifier behavior of the flow and to enabled a physical analysis of the unsteadinesses observed in the experiments.The case of the reflected shock wave is caracterized by three frequencies. The stability analysis shows that they don't correspond to globally unstable modes but to a noise amplifier behavior of the flow. The resolvent analysis identifies the three frequencies. The analysis of the optimal response, coupled with a local stability analysis, enables to proposed physical scenarii of these dynamics.In the case of the strong shock on an airfoil in transonic regime, the flow is globally unstable. Two unstable modes have been identified. The first one, at low frequency, correspond to the buffet phenomenon also observed in the turbulent case. The second one appears at higher frequency and correspond to the oscillation of the separation bubble formed at the feet of the shock.More generally, this thesis suggests that some dynamics of these two interactions result from the same mecanism linked to the breathing motion of the laminar separation bubble
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Schwartz, Heidi. "Instrumentation et mesures ultrasonores dans un écoulement d'air en couche limite : application à la détermination de l'angle d'incidence d'un aéronef." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4012.
Full textAbstract:
Dans le domaine de l’aéronautique, la connaissance de l’angle d’incidence d’un aéronef est un paramètre de vol essentiel. L’objectif de ce travail est d’examiner le potentiel des systèmes basés sur des mesures de temps de vol par ultrasons, pour la réalisation de sondes flush. La sonde développée est constituée de transducteurs ultrasonores émetteurs et récepteurs. La mesure de retards entre ces ondes pourrait permettre de déterminer l’angle d’incidence par le biais d’un calcul analytique. Cette formule ne pouvant être utilisée que dans Je cas où l’écoulement avoisinant les capteurs est uniforme, ces limites sont étudiées au cours de ce travail. Le développement d’un code de calculs basé sur la théorie des rayons permet dans un premier temps d’appréhender le comportement des ondes au sein d’une couche limite turbulente. Puis, dans un second temps, des tests sont effectués en soufflerie anéchoïque. Les retards expérimentaux obtenus sont similaires à ceux obtenus par la simulation numérique. De plus, la comparaison des retards expérimentaux avec les retards analytiques, montre que les résultats sont également proches, et ce particulièrement pour les grands angles. Dans un troisième temps, les angles d’incidences sont déterminés par des mesures de rapports entre retards expérimentaux. La déduction de l’angle est faite à l’aide d’un abaque numérique et d’un abaque basé sur le calcul analytique. Les résultats montrent que l’abaque analytique semble être l’outil le plus approprié à la détermination des angles d’incidence. L’approximation du code au niveau du choix des tirs de rayons utilisés pour les calculs, pourrait être la principale source d’erreurs des calculsIn the field of aeronautics, the angle of attack of an aircraft is an essential flight parameter. The aim of this work is to analyze the systems based on measurements using ultrasonic times of flight, and to realize an aeronautic ultrasonic system. The probe that has been developed during this work is made of ultrasonic transducers, transmitters and receivers of ultrasonic waves. Measuring delays between these waves may allow the determination of the angle of attack, thanks to an analytical calculation. Limits of this formula are studied during this work because it may only be used in uniform fields. First of all, a numerical model based on the ray theory is developed to take into account the propagation effect of a turbulent boundary layer. Afterwards, experiments are conducted in an anechoic wind tunnel. The experimental delays obtained are similar to those calculated with the developed code. Furthermore, comparison between experimental delays and those calculated thanks te basic expressions of times of flight, shows similar results particularly at high angles. Finally, the angles of attack are determined thanks to measurements of ratio between experimental delays. The angle is deducted thanks to two different tools, a numerical abacus based on the developed code, and an analytical abacus. The results show that the analytical abacus is the most appropriate tool for determination of angles of attack. Indeed, the boundary layer part becomes negligible when ratio between delays is taken into account. The approximation of the code concerning the choice of the shots of rays used for the calculation may be the main source of errors
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Andoh, Honoré Yobouet. "Refroidissement de paroi par effusion : Etude expérimentale." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0088.
Full textAbstract:
L'un des procédés de refroidissement des parois de chambres de combustion, lorsque celles-ci sont poreuses, consiste à les refroidir par effusion d'un gaz froid s'é1 coulant de l'extérieur vers l' intérieur. Le travail consiste à analyser l'efficacité d'un tel système. Un modèle d'écoulement à travers la paroi, basé sur une loi de type "Blasius" et résolu selon la méthode des différences finies, a été élaboré Comparé à divers modèles de la littérature, i1 a été validé par des expériences diversifiées quant à la nature du fluide et aux conditions de température et de pression. Le modèle de transferts thermiques à 1'intérieur de la paroi utilise l'équation de l'énergie et une méthode de résolution aux différences finies. Il permet d'étudier la sensibilité du phénomène aux divers paramètres. L'un d'eux, le coefficient d'échange convectif interne est prépondérant. Sa valeur est obtenue par des corrélations semi-ernpiriques issues de la bibliographie ou par une méthode expérimentale indirecte délicate à mener du fait des puissances thermiques importantes à mettre en jeu. Une modélisation simple de la couche limite, utilisant l'hypothèse d'une couche laminaire en déplacement perpendiculairement à la paroi, permet de calculer le flux thermique reçu à la paroi. Une épaisseur de couche limite de quelques centièmes de millimètres suffit à limiter considérablement le flux. Un programme de calcul global est exploité pour analyser l'efficacité du mode de refroidissement étudié lorsqu'on fait varier les paramètres essentiels ; pression amont et aval de la paroi, température des fluides chauds et froids, nature du matériaux, nature du fluide, coefficient de convection interne et épaisseur de la couche limiteOne solution for the cooling of combustion chamber walls, when they are porous, consists of cooling them by effusion of a cold gas flowing from outside to inside this work aims to analyse the performance of such a system. A model of flowing throw the wall, based on a Blasius type law and solved by a finite difference method, was developed. Compared to various model found in the literature, it was applied to experiments with various fluids, operating temperatures and pressures. The model of beat transfer inside the wall uses the energy equation and a finite difference method solving. It is allows to study the sensitivity of mechanism to various parameters. One at them - the internal convective heat transfer coefficient is preponderant. Its value is obtained by semi-empirical equation given by the literature or by an indirect experimental method, difficult to carry out due to the great thermal involved. A simple modelling of the boundary layer, using the assumption of a laminar layer moving perpendicular to the wall, allows to calculate the heat flux get by the wall. A boundary layer of a few hundredth millimetres thickness is enough to considerably limit the flux. A global simulation program is used to analyse the performance of the studied cooling mode. When the main parameters vary, pressures, up-stream and down-stream to the wall, cold and hot gases temperatures, material, fluid, internal convection coefficient, boundary layer thickness
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Forte, Maxime. "Contrôle d'écoulement par actionneur plasma de type décharge à barrière diélectrique : application à l'amélioration de la pulvérisation dans les injecteurs de turboréacteurs." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2339.
Full textAbstract:
Récemment, certains motoristes ont mis en évidence la faible efficacité des dispositifs d’injection de carburant dans les phases de « bas régimes moteurs ». En effet, les injecteurs, dont le principe de fonctionnement repose sur la pulvérisation assistée par air, ne fonctionnent pas de manière optimale lorsque la vitesse d’écoulement dans la chambre de combustion est faible (<30 m/s). Afin d’améliorer l’atomisation du carburant dans ces phases critiques, notre étude vise à modifier l’aérodynamique autour des injecteurs par l’intermédiaire du vent ionique induit par un actionneur « plasma ». La première partie de ces travaux a consisté à développer puis optimiser un actionneur plasma de type Décharge à Barrière Diélectrique (DBD). Pour cela une étude paramétrique de mesure du vent induit par l’actionneur a été effectuée en faisant varier les différentes grandeurs électriques et géométriques qui déterminent les performances de celui-ci. Ces différentes études ont permis de générer des vents ionique jusqu’à 8 m/s à 0,5 mm de la paroi. La deuxième partie, plus appliquée, a consisté à équiper une maquette d’injecteur aux dimensions réelles avec un actionneur plasma optimisé, et de tester l’efficacité de celui-ci dans un écoulement d’air allant jusqu’à 30 m/s. Il en résulte que l’actionneur permet une modification significative de l’écoulement autour de l’injecteur et donc du cisaillement en paroi dans toute la gamme de vitesse étudiée. Des analyses spectrales ont également mis en évidence que l’actionneur peut générer des instabilités aérodynamiques dans le sillage de l’injecteur à une fréquence choisie par le signal d’alimentationRecently, jet engine manufacturers have pointed out some difficulties in spraying fuel correctly inside combustion chambers for some critical regimes (such as starting or refiring). The principles used in current air-assisted injectors are no longer efficient when airflow velocities are low (<30 m/s). Plasma actuators have been thought to modify the airflow around the injectors in order to improve spraying as they can induce an airflow called “ionic wind” inside the boundary layer. The first part of this study was about the observation and the optimization of the DBD plasma actuator. A parametric study was performed in order to increase the velocity of the airflow induced by such actuators. The results from the velocity measurements (Pitot probe, LDV) show that an optimization of geometrical and electrical parameters enables the generation of ionic wind up to 8 m/s at 0. 5 mm from the wall. The second part of the study was more applicable to industrial usage. An injector model has been built and fitted with an optimized DBD actuator. PIV and LDV velocity measurements were performed to show the effect of the actuation on the airflow around the injector for upstream velocities in the range of 5 to 30 m/s. Additional spectral analyses performed with recent slotting technique have shown that the actuator is able to generate coherent structures in the wake of the injector, with an adjustable frequency
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Dumouchel, Christophe. "Problèmes liés à la conception d'un pulvérisateur mécanique : hydrodynamique de chambre et instabilité de nappe." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES042.
Full textAbstract:
En étudiant la forme de l'écoulement qui se développe à l'intérieur d'un atomiseur de forme particulière, on a déterminé les composantes de la vitesse en tout point du système puis trouvé une relation permettant de calculer l'angle de la nappe conique issue de l'injecteur. On propose ensuite une détermination théorique de la perturbation qui conduit à la désintégration de cette nappe liquide et un diamètre théorique de goutte qui se révèle en bon accord avec certains diamètres moyens de la distribution expérimentale
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Tourigny, Pierre. "Inclusion de la condensation dans un modèle de couche limite." Thesis, McGill University, 1986. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=66104.
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Estournel, Claude. "Etude de la phase nocturne de la couche limite atmosphérique." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376133949.
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Rodier, Quentin. "Paramétrisation de la turbulence atmosphérique dans la couche limite stable." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30343/document.
Full textAbstract:
Améliorer la représentation de la couche limite stable constitue un des grands challenges de la prévision numérique du temps et du climat. Sa représentation est clé pour la prévision du brouillard, du gel des surfaces, des inversions de température, du jet de basse couche et des épisodes de pollution. De plus, à l'échelle climatique, la hausse de la température moyenne globale de l'air en surface impacte davantage les régions polaires : améliorer la représentation de la couche limite stable est un enjeu important pour réduire les incertitudes autour des projections climatiques. Depuis une quinzaine d'années, les exercices d'intercomparaison de modèles GABLS ont montré que le mélange turbulent dans la couche limite stable est généralement surestimé par les modèles de prévision du temps. En effet, de nombreux modèles intensifient artificiellement l'activité de leur schéma de turbulence afin d'éviter une décroissance inévitable du mélange lorsque la stabilité dépasse un seuil critique en terme de nombre de Richardson gradient. Ce problème numérique et théorique n'est pas en accord avec de nombreuses observations et simulations à haute résolution qui montrent une activité turbulente séparée en deux régimes : un régime faiblement stable dans lequel l'atmosphère est turbulente de manière continue et intense, et un régime très stable dans lequel la turbulence est très intermittente, anisotrope et faible en intensité. Ces travaux de thèse s'articulent autour de deux parties dont l'objectif principal est d'améliorer la paramétrisation de la turbulence dans le modèle atmosphérique de recherche Méso-NH développé conjointement par Météo-France et le Laboratoire d'Aérologie, et dans le modèle opérationnel AROME. Cette étude utilise une méthodologie communément employée dans le développement de paramétrisations qui consiste à comparer des simulations à très haute résolution qui résolvent les structures turbulentes les plus énergétiques (LES) à des simulations uni-colonnes d'un modèle méso-échelle. Plusieurs simulations 3D couvrant différents régimes de stabilité de l'atmosphère sont réalisées avec Méso-NH. Les limites du modèle LES en stratification stable sont documentées. Une première partie répond à la problématique de la surestimation du mélange dans le régime faiblement stable. Une expression originale pour la longueur de mélange est formulée. La longueur de mélange est un paramètre clé pour les schémas de turbulence associés à une équation pronostique pour l'énergie cinétique turbulente. Cette longueur de mélange non-locale combine un terme de cisaillement vertical du vent horizontal à une formulation existante qui repose sur la flottabilité. Le nouveau schéma est évalué dans des simulations 1D par rapport aux LES d'une part ; et dans le modèle opérationnel AROME par rapport aux observations de l'ensemble du réseau opérationnel de Météo-France d'autre part. Une deuxième partie apporte des éléments d'évaluation d'un schéma combinant deux équations pronostiques pour les énergies cinétiques et potentielles turbulentes. En condition stable, le flux de chaleur négatif contribue à la production d'énergie potentielle turbulente. L'interaction entre les deux équations d'évolution permet, via une meilleure prise en compte de l'anisotropie et d'un terme à contre gradient dans le flux de chaleur, de limiter la destruction de l'énergie turbulente dans les modèles. Dans les cas simulés, cette nouvelle formulation ne montre pas un meilleur comportement par rapport à un schéma à une équation pour l'énergie cinétique turbulente car le mécanisme d'auto-préservation n'est pas dominant par rapport au terme de dissipation. Il conviendra d'améliorer la paramétrisation du terme de dissipation dans le régime très stableThe modeling of the stable atmospheric boundary layer is one of the current challenge faced by weather and climate models. The stable boundary layer is a key for the prediction of fog, surface frost, temperature inversion, low-level jet and pollution peaks. Furthermore, polar regions, where stable boundary layer predominates, are one of the region with the largest temperature rise : the stable boundary layer modeling is crucial for the reduction of the spread of climate predictions. Since more than 15 years, the GABLS models intercomparison exercices have shown that turbulent mixing in the stable boundary layer is overestimated by numerical weather prediction models. Numerous models artificially strengthen the activity of their turbulence scheme to avoid a laminarization of the flow at a critical value of the gradient Richardson number. The existence of this threshold is only a theoretical and a numerical issues. Numerous observations and high-resolution numerical simulations do not support this concept and show two different regimes : the weakly stable boundary layer that is continuously and strongly turbulent; and the very stable boundary layer globally intermittent with a highly anisotropic and very weak turbulence. This thesis aims at improving the turbulence scheme within the atmospheric research model Méso-NH developped by Météo-France and the Laboratoire d'Aérologie, and the operational weather forecast model AROME. We use a traditional methodology based on the comparison of high-resolution simulations that dynamically resolve the most energetic turbulent eddies (Large-Eddy Simulations) to single-column simulations. Several LES covering the weakly and the very stable boundary layer were performed with Méso-NH. The limits of applicability of LES in stratified conditions are documented. The first part of the study deals with the overmixing in the weakly stable boundary layer. We propose a new diagnostic formulation for the mixing length which is a key parameter for turbulence schemes based on a prognostic equation for the turbulent kinetic energy. The new formulation adds a local vertical wind shear term to a non-local buoyancy-based mixing length currently used in Méso-NH and in the French operational model AROME. The new scheme is evaluated first in single-column simulations with Méso-NH and compared to LES, and then in the AROME model with respect to observations collected from the operational network of Météo-France. The second part presents a theoretical and numerical evaluation of a turbulence scheme based on two prognostic equations for the turbulent kinetic and potentiel energies. In stratified conditions, the heat flux contributes to the production of turbulent potential energy. The laminarization of the flow is then limited by a reduction of the destruction of the turbulent kinetic energy by a better representation of the anisotropy and a counter-gradient term in the heat flux. On the simulated cases, this new formulation behaves similarly than the scheme with one equation for the turbulent kinetic energy because the self-preservation mechanism is not dominant compared to the dissipation term. Further research should improve the turbulent kinetic energy dissipation closure in the very stable regime
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Bayeux, Charlotte. "Méthode intégrale pour la couche limite tridimensionnelle - Applications au givrage." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0047/document.
Full textAbstract:
Depuis de nombreuses années, le givrage a été identifié comme un danger dans le domaine de l’aéronautique.L’accrétion de givre se produit lorsque des gouttelettes d’eau surfondue se déposent sur une surface, enparticulier le bord d’attaque d’une aile ou la lèvre d’entrée d’air moteur, et gèlent après l’impact. Ceci peutensuite engendrer une dégradation des performances aérodynamiques, un dysfonctionnement des sondes ouencore un endommagement du moteur. C’est pourquoi cette problématique est étudiée avec attention. Lesessais en vol et en soufflerie étant longs et coûteux, la simulation numérique de l’accrétion de givre est devenueun outil nécessaire dans le processus de conception et de certification des avions. Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la modélisation 3D de l’accrétion de givre, et plus particulièrement des couches limites dynamique et thermique qui se développent autour du corps givré. Les outils numériques devant être rapides et robustes, l’approche proposée dans cette thèse pour le calcul aérodynamique est une méthode couplée Euler/couche limite intégrale. Ainsi, un modèle intégral est développé pour représenterle développement de la couche limite dynamique. La partie thermique est modélisée soit par une méthodesimplifiée basée sur des approches algébriques, soit par une méthode intégrale. Cette modélisation des coucheslimites dynamique et thermique est valable sur paroi lisse ou rugueuse et permet de fournir notamment lecoefficient de frottement et le coefficient d’échange thermique qui sont nécessaires pour un calcul d’accrétion degivre. Les équations intégrales de couche limite, associées à leurs relations de fermeture, sont ensuite résoluespar une méthode Volumes-Finis sur maillage surfacique non structuré, qui est bien adaptée pour les géométriescomplexes. De plus, des traitements numériques spécifiques sont mis en œuvre pour améliorer la précision dela méthode au voisinage du point d’arrêt et pour rendre le code robuste au passage du décollement.Après la validation de la méthode de couche limite, le code est utilisé dans les chaînes de givrage 2D et 3Dde l’ONERA pour des applications d’accrétion de givre. Ceci permet de montrer l’intérêt de la méthode entermes de robustesse et de précision par rapport aux codes de couche limite habituellement utilisés dans lescodes de givrage actuelsIcing has since long been identified as a serious issue in the aeronautical world. Ice accretion occurs whensupercooled water droplets impinge on a surface, particularly the leading edge of a wing or an engine inlet, andfreeze after the impingement. This can lead to degradation of aerodynamic performances, sensor malfunctionor engine damage. This is why this issue is being carefully studied. The lengthy and costly flight and windtunnel tests have made numerical simulation of ice accretion a necessary tool in the aircraft design andcertification process. The present work deals with the 3D numerical modeling of ice accretion, and more particularly the modeling of the dynamic and thermal boundary layers that develop around an iced body. Since numerical tools must befast and robust, the approach proposed in this thesis for aerodynamic computation is a coupled Euler/integralboundary layer method. Thus, an integral model is developed to represent the development of the dynamicboundary layer. The thermal part is modeled either by a simplified method based on algebraic approaches,or by an integral method. This modeling of the dynamic and thermal boundary layers is valid on smoothor rough walls and provides the friction coefficient and heat exchange coefficient that are necessary for thecalculation of ice accretion. The integral boundary layer equations, associated with their closure relations,are then solved by a Finite-Volume method on unstructured surface mesh, that is well suited for complexgeometries. In addition, specific numerical treatments are implemented to improve the accuracy of the methodin the vicinity of the stagnation point and to make the code robust to separated boundary layers.After validation of the boundary layer method, the code is used in ONERA’s 2D and 3D icing tools foricing applications. This demonstrates the value of the method in terms of robustness and accuracy comparedto the boundary layer codes more commonly used in current icing tools
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Martel, Emmanuel de. "Simulation numérique des grandes échelles des interactions choc / couche limite." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066285.
Full textAbstract:
Les interactions choc/couche limite sont fréquentes dans les applications aérospatiales. Elles participent à des phénomènes dangereux tels que le buffeting ou le pompage des entrées d’air supersonique. Les mécanismes impliqués dans ces interactions restent mal compris. Ils font intervenir des échelles de temps et d’espace très variées, dont les simulations de type LES (Large Eddy Simulation) peuvent rendre compte. Ces travaux se basent sur l’étude expérimentale d’une réflexion d’onde de choc avec décollement de la couche limite. Différentes techniques de génération de conditions d’entrées instationnaires ont été implémentées. Pour l’interaction avec fort décollement, les parois latérales de la soufflerie doivent être prises en compte. Le surcoût entrainé nécessite de mettre en oeuvre une méthode hybride, la DDES (Delayed Detached Eddy Simulation). Les résultats obtenus suggèrent que la DDES nécessite d’être stimulée par de la turbulence pour traiter avec précision ce cas d’interaction.
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Estournel, Claude. "Etude de la phase nocturne de la couche limite atmospherique." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30042.
Full textAbstract:
Le travail realise est une etude de la couche limite atmospherique en phase nocturne (cln) basee sur l'analyse de donnees experimentales et sur la simulation numerique. Le modele utilise est unidimensionnel, il traite les transferts par un schema en coefficients d'echanges et en energie cinetique turbulente, et le transfert radiatif grace a un modele multispectral. Une nouvelle parametrisation des longueurs de melange est proposee. On utilise le modele pour etudier les caracteristiques fondamentales de la cln: le refroidissement nocturne, le profil de vent avec le jet de basses couches et la hauteur de la cln. En ce qui concerne le refroidissement nocturne on etudie le role respectif des composantes radiative et turbulente suivant la valeur du vent geostrophique. On examine le role des mecanismes qui perturbent la formation du jet nocturne: baroclinie, advection. Dans une troisieme partie, on simule des donnees experimentales. Dans des conditions de vent faible, la bonne qualite du module radiatif permet de bien simuler les profils thermiques. Dans des conditions de vent fort, on met en evidence l'influence des processus de moyenne echelle; le schema de turbulence adopte permet de retrouver les caracteristiques principales de l'evolution de la cln.
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Brazier, Jean-Philippe. "Étude asymptotique des équations de couche limite en formulation déficitaire." Toulouse, ENSAE, 1990. http://www.theses.fr/1990ESAE0005.
Full textAbstract:
La théorie de couche limite du second ordre a été développée par Van Dyke en 1962 en appliquant la technique des développements asymptotiques raccordés aux équations de Navier-Stokes. Cette théorie n'est pas totalement satisfaisante lorsque l'écoulement externe présente des variations importantes selon la normale à la paroi. Ceci se produit notamment dans les écoulements hypersoniques sur des corps de rentrée, ou la couche limite interagit avec le gradient d'entropie créé par l'onde de choc courbe. Une theorie ameliorée est proposée ici, basée sur l'emploi simultané des développements asymptotiques et de la formulation déficitaire. Les équations déficitaires de couche limite sont tout d'abord établies pour des écoulements incompressibles bidimensionnels sur une paroi plane et résolues pour plusieurs formes de cisaillement du fluide parfait. En deuxième partie, on considère un écoulement de gaz parfait sur un corps de révolution, avec application à un hyperboloide hypersonique simulant l'intrados de la navette spatiale américaine. Les résultats sont comparés à ceux de la théorie de Van Dyke ainsi qu'à des solutions des équations de Navier-Stokes. Pour un coût équivalent, la formulation déficitaire fournit généralement de meilleures prévisions que la théorie classique, en assurant notamment un raccord satisfaisant entre la couche limite et le fluide parfait. Une nette amélioration est également sensible sur les flux thermiques et sur le frottement pariétal.
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Toussaint, Damien. "Couche limite turbulente sur paroi rugueuse : étude expérimentale et modélisation." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0122.
Full textAbstract:
Les écoulements sur parois rugueuses apparaissent dans de nombreuses situations environnementales ou industrielles, notamment dans l'aéronautique. Par rapport au cas idéal d'une paroi lisse, une augmentation de traînée et du flux de chaleur pariétal, susceptible de dégrader les performances d'un système (aile, machine tournante...), est induite par les rugosités. La prise en compte des effets des rugosités est ainsi souhaitable dans tout processus de conception. Plusieurs approches permettent de modéliser les effets de ces rugosités. Dans le cadre de cette étude, on considère la Méthode par Eléments Discrets Rugueux (DERM). Celle-ci, dont l'objectif est représenter de manière moyennée l'influence d'une paroi rugueuse sur un écoulement, est obtenue en appliquant une moyenne de volume et d'ensemble aux équations de Navier-Stokes. De nouveaux termes, notamment de traînée des rugosités et de tensions turbulentes et dispersives, apparaissent alors dans les équations. Cette étude consiste donc à proposer des pistes de fermeture pour ces termes. Pour ce faire, une campagne de mesures par LDV est réalisée afin de caractériser un écoulement de couche limite turbulente sur paroi rugueuse. Un accent particulier est accordé à l'obtention de mesures au plus près des rugosités, notamment dans leurs sillages, là où la littérature est pauvre en données. Une base de données numérique d'écoulements de canal turbulents sur paroi rugueuse est également constituée à l'aide de simulations RANS réalisées sur des rugosités résolues. Les résultats numériques sont confrontés aux mesures afin de s'assurer qu'ils sont bien représentatifs de l'écoulement réel. Ils sont enfin analysés afin de mettre en lumière le comportement des termes de l'approche DERM et de construire des modèles de fermetureTurbulent flows over rough walls can be found in various environmental and engineering situations. Focusing on aeronautical applications, unwanted rough surfaces are likely to decrease the overall efficiency of a system, skin friction, and heat transfer coefficients being generally increased compared to ideal smooth-wall situations. A careful account of the aerodynamic effects induced by surface roughness is therefore important in a design process, and several prediction strategies may be considered. The Discrete Element Roughness Method (DERM) is considered in the present study. This approach aims at resolving the averaged roughness effects and is derived by ensemble- and volume-averaging the Navier–Stokes equations, yielding three unknown terms in the momentum equation: the Reynolds stress and dispersive stress tensors and the average drag force acting on the roughness elements. The present work aims at proposing guidance for their modelling. First, a LDV measurement campaign was conducted to investigate turbulent boundary layer flows over rough surfaces. Measurements were especially performed within the roughness wake regions, that are not extensively investigated in the literature. Second, RANS simulations of turbulent channel flows over resolved rough surfaces were performed. The numerical results were then compared to the experimental data to assess the validity of the RANS simulations. Finally, these numerical results were analysed to highlight the behavior of the specific DERM terms and propose guidance for their modeling
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Tanière, Anne. "Comportement de particules solides au sein d'une couche limite turbulente." Valenciennes, 1996. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/cbb40afa-4540-4418-9ba5-d75c8e0e8fcd.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée au comportement d'une phase solide dispersée sous l'effet d'un écoulement porteur turbulent et d'interactions particules-paroi. Par l'intermédiaire de rapports d'échelles de temps, quatre comportements de particules sont mis en évidence dont deux asymptotiques: la suspension et la saltation pures. Entre ces deux états est défini un milieu interactif ou le comportement des particules est plus ou moins influence par la turbulence et les chocs contre la paroi. Le paramètre de croisement de trajectoires semble départager le milieu interactif en deux sous domaines: la suspension et la saltation modifiées. Un modèle à deux phases est choisi pour décrire le comportement des particules au sein de ces nouveaux domaines. Les approximations de couche limite sont appliquées aux équations obtenues en moyennes d'ensemble et de type Favre, fermées par une loi de type gradient ou sont distingués les coefficients de transfert de quantité de mouvement et de masse lies aux particules. Ce transfert de masse est modélisé à partir du modèle de Wang et Stock corrigé par un terme relatif aux interactions particule-paroi. Des expériences basées sur les mesures de flux massiques par sonde de prélèvement et sur les mesures de vitesse moyenne et fluctuantes de la phase solide par anémométrie laser sont réalisées en soufflerie. L'application des critères théoriques prévoit deux comportements différents des particules utilisées, bien qu'elles soient issues du même milieu interactif. Les résultats expérimentaux mettent en évidence l'influence simultanée de la turbulence et des effets de saltation sur le comportement des particules. La différence de comportement prévue est confirmée. La confrontation des résultats expérimentaux et numériques est satisfaisante. Le modèle établi sous-estime les valeurs de vitesses moyennes et donne des valeurs correctes de flux massique de particules. L'approche proposée décrit correctement le comportement de particules solides au sein d'une couche limite turbulente en air.
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Mazin, Cyril. "Calcul de couches limites tridimentionnelles par une technique de caractéristiques." Toulouse, ENSAE, 1991. http://www.theses.fr/1991ESAE0021.
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Une méthode de calcul de couches limites tridimensionnelles se développent autour d'obstacles profiles quelconques a été mise au point. Le domaine d'application de celle-ci va, en laminaire, de l'incompressible au supersonique. En écoulement turbulent, il est limité par la validité du modèle de longueur de mélange utilisé. Le schéma numérique adopte est de type semi-implicite. Les équations de quantité de mouvement et d'énergie sont discrétisées suivant les lignes de courant locales, cela afin de respecter rigoureusement les contraintes liées à la nature parabolique du système d'équations. Contrairement aux méthodes habituelles qui utilisent les coordonnées généralisées, on se sert comme intermédiaire de calcul du plan tangent osculateur en chaque nœud du maillage de surface lie à l'obstacle, évitant ainsi d'imposer une hypothèse de régularité supplémentaire pour les lignes de maillage de données. Il est ainsi possible de limiter, voire de supprimer, la phase de prétraitement des données venant du calcul fluide parfait.
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Lagrée, Pierre-Yves. "Structures interactives fluide parfait/couche limite en hypersonique, variations sur le theme de la triple couche." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066207.
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Ce travail cherche a decrire l'ecoulement en regime laminaire hypersonique, au-dessus d'une plaque plane suivie d'une rampe; l'ensemble peut ainsi symboliser l'ecoulement sur une aile de navette spatiale avec sa gouverne. La theorie que nous employons, connue sous le nom de triple couche (triple deck), a ete posee par neiland et stewartson en 1969; elle permet une description rationnelle au sens des developpements asymptotiques raccordes de la separation de la couche limite. Aussi, nous commencons ce travail, d'une part, par une revue des articles afferents a la triple couche dans les cadres incompressible ou compressible, stationnaire ou instationnaire, bidimensionnel ou tridimensionnel, et, d'autre part, par un rappel sur les ecoulements hypersoniques. Ensuite nous appliquons ces concepts et nous reformulons le probleme de la triple couche ou la plaque a un bord d'attaque qui n'est plus aigu mais emousse: il y a alors, dans ce cas, une couche d'entropie. Si l'emoussement est tres petit, il semblerait, apres resolution numerique, que l'augmenter, augmente le bulbe de recirculation; en revanche, si l'emoussement est plus important, il semblerait, d'apres les jauges degagees, que l'augmenter, diminue le bulbe. Une revue de l'effet de la temperature sur la triple couche est ensuite presentee. Enfin, les methodes numeriques permettant de resoudre les equations de triple couche par la boite de keller et par le couplage semi-inverse de le balleur sont presentees
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Benyahia, Amine. "Contribution à la modélisation numérique du comportement de la couche limite instationnaire : validation par comparaison aux données expérimentales sur un profil oscillant." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX22107.
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Majd, Abderrazzak. "Analyse asymptotique du problème de jonctions dans un système non homogène de barres élastiques : développement asymptotique et couches limites." Saint-Etienne, 1998. http://www.theses.fr/1998STET4012.
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L'étude des structures formées de barres composites est compliquée à cause des oscillations des coefficients. L'objectif est de donner le comportement asymptotique de ces structures lorsque les petits paramètres les caractérisant tendent vers zéro. Dans la première partie, les barres considérées sont non symétriques, leur étude est plus difficile. Nous construisons un développement de la solution et nous obtenons des équations homogénéisées unidimensionnelles dont on montre la positivité et on calcule numériquement les coefficients. Des estimations d'erreur permettent la justification de l'aspect asymptotique de l'approximation. La deuxième partie est consacrée au problème de jonctions de barres dont les coefficients ne sont pas de la même grandeur. Un autre paramètre intervient dans l'étude asymptotique. Nous construisons un développement à l'intérieur des couches limites pour corriger les conditions aux bords
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Péneau, Frédéric. "Etude numérique par simulation des grandes échelles de l'influence d'une forte turbulence extérieure sur les transferts pariétaux au sein d'une couche limite." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT041H.
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La simulation des grandes échelles d'une couche limite turbulente se développant spatialement est effectuée à l'aide d'un modèle dynamique-mixte. L'influence d'un champ de turbulence extérieure intense sur les transferts thermique et dynamique est étudiée. Pour le cas sans turbulence extérieure, de nouvelles conditions d'entrée basées sur l'Estimation Stochastique Linéaire sont développées afin d'imposer la structure d'une couche limite pleinement turbulente dès l'entrée du domaine de calcul et ainsi d'en réduire les dimensions. La structure dynamique de l'écoulement ainsi que les statistiques locales confirment les résultats expérimentaux et ceux de Simulations Numériques Directes antérieurs. Les bilans des tensions de Reynolds sont présentés en prenant en compte l'évolution spatiale de la couche limite. Les différences observées avec la littérature sont clairement dues à l'évolution spatiale. L'analyse des corrélations et de l'évolution des statistiques au sein du domaine de calcul nous renseigne sur les précautions à prendre pour effectuer une Estimation Stochastique Linéaire de signaux d'entrées de vitesse. La corrélation spatio-temporelle entre les fluctuations latérales et longitudinales s'avère être une information importante à prendre en compte. L'influence d'une forte turbulence extérieure sur une couche limite turbulente se développant spatialement est alors étudiée. Les champs de turbulence extérieure sont générés à l'aide d'une distribution aléatoire de tourbillons d'Oseen. A partir des mêmes signaux d'entrée pour la couche limite, les évolutions du coefficient de frottement, du nombre de Stanton et des champs dynamique et thermique sont étudiées. L'impact du champ de turbulence extérieure sur le cisaillement et les profils de vitesse est faible alors qu'on observe une augmentation sensible du transfert thermique avec une modification des profils moyens de température au niveau de la zone logarithmique et du sillage. Enfin, le champ de turbulence extérieure est imposé dans la totalité de la section d'entrée et la simulation est effectuée à partir de la région du bord d'attaque. Ces simulations qui confirment des résultats expérimentaux antérieurs révèlent un mécanisme de production d'énergie dans la couche limite visqueuse perturbée à faible nombre de Reynolds et son impact sur les transferts dynamique et thermique
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Momayez, Ladan. "Intensification des transferts pariétaux par l'instabilité de Görtler : influence de la longueur d'onde et de l'amplitude des pertubations amont." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2084.
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Le transfert de chaleur en convection forcée est étudié expérimentalement dans une couche limite se développant sur une paroi concave en présence de tourbillon de Görtler. Le chauffage pariétal est de type densité de flux constant à la paroi. L'analyse de l'effet de la longueur d'onde et de l'amplitude de perturbations en amont montre que plus cette longueur d'onde est petite, plus la transition à la turbulence est rapide. De même une amplitude plus grande des perturbations causent également une transition plus rapide de couche limite. Nous avons montre que sous l'effet de tourbillons de Görtler le transfert de chaleur pariétal peut être augmenté d'environ 250% par rapport au cas d'une couche limite laminaire sur plaque plate. En plus des mesures de transferts en paroi, mesures de la composante longitudinale de la vitesse ont été effectuées dans plusieurs sections transversales par l'anémomètrie à fil chaud. L'effet de la variation de la longueur d'onde et de l'amplitude des perturbations amont sur l'intensification des transferts convectifs et l'apparition de différents régimes d'écoulement de Görtler ont également été étudie à l'aide de ces mesuresForced convective heat transfer is experimentally studied in a boundary layer over a concave wall in the presence of Görtler vortices. The concave wall is kept constant heat flux condition. Examination of the effects of the wave number and amplitude of the upstream perturbations indicate that the smaller the wavelength the faster is transition to turbulence. In the same way larger perturbation amplitudes cause a faster transition of the boundary layer to turbulence. Görtler vortices intensify wall heat transfer only their non-linear stage which proceed transition to turbulence. We have proved that this intensification is around 250% over the heat transfer in a flat boundary layer. This augmentation is due to the modification of the velocity field caused by the Görtler vortices in their non-linear stage. Longitudinal velocity field in the concave boundary layer, at several streamwise station, was also measured by wire anemometry. These results corroborate the conclusions made on the effects of perturbations wavelength and amplitude on the heat transfer enhancement by Görtler vortices
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Hammouch, Zakia. "Etude mathématique et numérique de quelques problèmes issus de la dynamique des fluides." Amiens, 2006. http://www.theses.fr/2006AMIE0626.
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Ces travaux sont dédiés à l'étude de quelques équations de couches limites (Newtoniennes et non-Newtonniennes) incompressibles en écoulement externe en loi de puissance. L'étude porte essentiellement sur l'existence des solutions autosimilaires et leurs propriétés qualitatives et quantitatives. Le premier chapitre contient des rappels de quelques définitions et un résumé des résultats obtenus. Dans le second chapitre, on s'intéresse au problème de Falknar-Skan. Une analyse complète de la méthode des solutions autosimilaires est donnée, une condition nécessaire et suffisante pour avoir des solutions autosimilaires est fournie. Dans le troisième chapitre, nous avons étudié, par une approche similaire , le problème de convection mixte, l'existence et le comportement des solutions, ainsi que des résultats numériques sont présentés. Le cas d'un fluide non-Newtonnien en écoulement laminaire autour d'une surface étirée, a été considéré dans le chapitre 4, nous avons montré que ce problème admet un nombre infini de solutions globales non bornées et leurs comportements asymptotiques à l'infini ont été étudiés. Le chapitre 5 concerne un cas critique du problème étudié dans le chapitre précédent. Nous avons montré que ce problème ne peut pas avoir des solutions autosimilairesThe main topic of this work is to study some boundary layer equations, of Newtonian (or non-Newtonian) and incompressible fluids in a steady laminar flow. The first chapter is devoted to recall some known results about the physical models and the previous works. In the second chapter we study the well-known Falkner-Skan problem, we give a necessary and sufficient condition for existence of similarity solutions to this problem. We also study a critical case of the Falkner-Skan flow, and then we confirm our theoretical results by some numerical calculations. The third chapter deals with a steady laminar mixed convection, we give some results about existence, nonuniqueness and asymptotic behaviour of solutions. In the case of a non-Newtonian fluid, we use the same approach in chapter 4 to study the resulting problem. Finally in chapter 5, we provide a mathematical analysis to prove existence of some exact solutions to a special case of the flow of non-Newtonian fluids