Évaluation d’un modèle transitionnel dans le cas de la formation d’une bulle de décollement laminaire

Résumé

Ce mémoire se concentre sur la simulation numérique des bulles de décollement laminaire dans le domaine de la ventilation et l’aéronautique, en mettant l’accent sur les applications fonctionnant à des nombres de Reynolds bas ou moyens, compris entre 104 et 106. Lorsqu’un fluide s’écoule le long d’une paroi, une fine couche d’écoulement, connue sous le nom de couche limite, se forme à proximité de la surface. Cette couche limite est généralement considérée comme laminaire pour des nombres de Reynolds faibles. Cependant, lorsque la couche limite laminaire rencontre un gradient de pression adverse, un phénomène appelé décollement laminaire se produit. À l’intérieur de cette bulle, des phénomènes de transition se produisent, et sous certaines conditions, ils peuvent entraîner la formation d’une couche limite turbulente en aval de la bulle. L’objectif principal de cette recherche est d’évaluer les performances d’un modèle numérique pour la résolution des équations aux moyennes de Reynolds (approche statistique de la turbulence) adapté aux écoulements transitionnels. Le modèle étudié dans le cadre de ces travaux s’appelle ▯ − ▯▯▯, il repose sur une approche semi-empirique. Ce modèle, implémenté dans le logiciel ANSYS CFX5, est évalué sur une configuration expérimentale bien documentée, reproduisant une bulle de décollement laminaire. Le laboratoire de Thermofluide pour le transport de l’ETS dispose d’un banc d’essai adapté à cette étude. Ainsi, la modélisation de l’écoulement dans ce banc expérimental permettra d’évaluer la capacité du modèle ▯ − ▯▯▯ à reproduire de manière précise les phénomènes liés aux bulles de décollement laminaire. La validation du modèle repose donc sur sa capacité à reproduire fidèlement les caractéristiques de la couche limite dans ces conditions spécifiques. Le modèle parvient à reproduire le développement d’une couche limite laminaire sur plaque plane, ainsi que sa réponse à un gradient de pression adverse. De plus, les caractéristiques de la bulle de décollement modélisée sont en accord avec celles rapportées dans la littérature. Enfin, le modèle parvient à représenter de manière adéquate la transition vers une couche limite turbulente en aval de la bulle. Grâce à sa capacité à reproduire ces phénomènes et à son temps de calcul relativement court, le modèle ▯ − ▯▯▯ constitue un outil précieux pour les applications industrielles à bas ou moyen Reynolds.

Date	2 août 2023
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marlène Sanjosé (Directeur(-trice))