Simulation numérique du comportement de troubillons de sillage dans l'athmosphère
Soutenance de thèse.18 Mars 2003 - 14h30 - Salle de conférence du CERFACS
Le sillage d'un avion est composé de tourbillons intenses. La durée de vie de ces tourbillons dépend des conditions atmosphériques et peut être de l'ordre de plusieurs minutes. Ils peuvent constituer un danger considérable pour un avion pénétrant dans ce sillage et leur action peut se traduire par un fort mouvement de roulis ou descendant. Le but de ce travail est d'étudier les effets des conditions atmosphériques sur le comportement des tourbillons de sillage par la simulation numérique. Dans le champ proche étendu nous avons simulé le phénomène de la fusion instable due au développement de l'instabilité elliptique en étudiant la robustesse de ce phénomène sous l'effet de la turbulence ambiante. L'effet de la turbulence ambiante à également été étudiée dans le champ lointain. Ceci a été réalisé en considérant différentes configurations de vortex et une étude paramétrique a identifié les paramètres pertinents qui gouvernent la dégénérescence du sillage due à la turbulence. Ces résultats ont été utilisés pour définir un modèle préliminaire de dégénérescence pour des tourbillons affectés par la turbulence.
Une étude de la propagation d'onde dans des tourbillons représentatifs du sillage lointain a montré l'apparition de l'instabilité hélicoïdale et du phénomène de `vortex bursting'. Pour atteindre ce but, des configurations simples et plus réalistes (correspondant au sillage d'un avion de transport) ont été considérées. D'autres simulations ont été faites pour étudier l'effet de la stratification stable sur les tourbillons de sillage dans le champ lointain. Les simulations d'une paire de vortex contra-rotatifs descendant dans un environnement stablement stratifié ont montré la création de vorticité par effet barocline modifiant la dynamique tourbillonnaire. Enfin, l'effet du confinement latéral et vertical sur l'évolution des tourbillons dans le champ lointain a été étudié. Les résultats ont montré que sous l'effet du sol des tourbillons secondaires sont générés dont la dégénérescence est dominée par le développement de l'instabilité elliptique.
Jury de soutenance
P. Comte Rapporteur Professeur a l'IMFS (Strasbourg)
A. Corjon Airbus France (Toulouse)
A. Giovannini Professeur a l'IMFT et a l'UPS (Toulouse)
H.W.M. Hoeijmakers Rapporteur Professeur a l'Universite de Twente (Enschede, Pays-Bas), Chef du Departement Dynamique des Fluides (UTwente))
F. Laporte Airbus Deutschland (Breme, Allemagne)
T. Poinsot Directeur Directeur de recherches a l'IMFT (Toulouse), Chef de l'equipe CFD au CERFACS (Toulouse)
Cerfacs' Conferences 2003 Home Page
