Interaction of shock waves with compliant walls

Interaction des ondes de choc avec des parois souples Cette thèse vise à caractériser l'interaction entre une paroi souple et un choc normal transsonique. La topologie et la dynamique de l'écoulement sur une paroi rigide sont d'abord déterminées. En utilisant visualisations strioscopiques et des mesures de pression instationnaires, les différentes échelles temporelles et de longueur impliquées dans l'interaction entre l'onde de choc et la couche limite turbulente sont caractérisées.Une paroi souple est ensuite conçue de manière à ce que ses fréquences naturelles se situent dans le même ordre de grandeur que la gamme de fréquences des oscillations des ondes de choc. De cette manière, la paroi retenue pour l'étude est censée réagir au forçage de l'onde de choc. Le matériau et la géométrie de la paroi souple sont déterminés par des études numériques paramétriques basées sur l'analyse modale ainsi que sur la déformation statique de la paroi souple causée par l'écoulement. Deux parois conformes sont fabriquées, l'une présentant un comportement élastique et l'autre un comportement viscoélastique.L'interaction entre l'onde de choc normale et les parois conformes est caractérisée expérimentalement. Dans les deux cas, plusieurs positions de choc dans la veine d'essais sont étudiées. Dans la configuration de la paroi souple élastique, l'interaction fluide-structure dépend fortement de la position du choc. L'interaction fluide-structure varie d'un régime synchrone de grande amplitude à un régime non synchronisé, en fonction de la position du choc. Le régime synchrone à grande amplitude a été étudié en fonction des fréquences naturelles de la structure. À cette fin, l'épaisseur de la paroi souple et les conditions aux limites ont été modifiées. L'amplitude des oscillations diminue considérablement avec l'augmentation de l'épaisseur. La fixation de la surface inférieure de la paroi élastique n'entraîne aucune interaction fluide-structure. Dans la configuration de la paroi souple viscoélastique, on observe de grandes déformations de la paroi souple sans interaction dynamique fluide-structure. Ce résultat met en évidence la capacité des matériaux viscoélastiques à réagir différemment en fonction de la fréquence du forçage externe : la grande déformation statique de la paroi souple correspond à une structure souple, tandis que sa réponse dynamique est caractéristique d'une structure rigide.