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Etude numérique d’une structure de choc Phénomène d’interaction choc/couche limite

H. Gouidmi 1,2, A. Beghidja 3, R. Benderradji 3, N. Ihaddadène 3 and E. Raouache 1

1 Laboratoire des Energies Renouvelables et du Développement Durable, LERDD, Département de Génie Mécanique, Faculté des Sciences et de Technologie, Université des Frères Mentouri, B.P. 325, Route de Ain El Bey, 34030, Constantine, Algérie.
2 Université Mohamed El-Bachir El-Ibrahimi El-Anasser, 34030 Bordj Bou Arreridj, Algérie.
3 Université Mohamed Boudiaf, Siège de la Wilaya de M’Sila, 28000 M’Sila, Algérie.

Abstract

In a certain range of Mach numbers, the interaction between an oblique shock wave and a boundary layer is studied by a numerical investigation on a flat athermanous plate, based on the resolution of bidimensional Navier-Stokes equations using the Fluent code. This interaction is materialized by a shock wave in ’lambda’, first described by Mark in 1985. It can be observed in high enthalpy wind tunnels, or equipments related to the distribution of compressed gas. Good knowledge of physical phenomena that take place in this type of flow is needed in terms of security standards and to improve performances. Under this shock structure, a massive detachment bulb is formed, which creates a succession of swirl structures in laminar cases more than turbulent because of the effect of the Mach number observed. It is followed by a transition phenomena of the RR regular reflexion toward a MR Mach reflexion for turbulent cases. Globally, these numerical results are in accordance with those obtained in the literature.

Résumé

Dans une certaine plage de nombre de Mach, l’interaction entre une onde de choc oblique et une couche limite s’effectue par une investigation numérique sur une plaque plane athermane, basée sur la résolution des équations de Navier-Stokes bidimensionnelles par le code Fluent. Cette interaction se matérialise sous la forme d’une onde de choc en ’lambda’, décrite en premier par Mark en 1958. Elle peut être rencontrée dans les équipements des souffleries à haute enthalpie ou ceux relatifs à la distribution de gaz comprimés par exemple. Une bonne connaissance des phénomènes physiques intervenant dans de tels écoulements est nécessaire tant au point de vue des normes de sécurité qu’en terme d’accroissement des performances. Sous cette structure de choc, il se forme un bulbe de décollement massif engendrant une succession de structures tourbillonnaires en cas laminaire que turbulent due par l’effet du nombre de Mach amont qui est observé. Elle est suivie par un phénomène de transition de la réflexion régulière RR vers la réflexion de Mach MR pour le cas turbulent. Globalement les résultats numériques obtenus sont conformes avec ceux qui sont disponibles dans la littérature.

Keywords

Interaction onde de choc-couche limite - Structures tourbillonnaires - Bulle de décollage - Phénomènes de transition RR→MR

Etude numérique d’une structure de choc Phénomène d’interaction choc/couche limite
Texte intégral

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