Characterization & modeling of porous bleed for boundary-layer control with & without shock-wave interaction

Caractérisation et modélisation de pièges poreux pour le contrôle de la couche limite avec et sans interaction d'une onde de choc Le contrôle de l’écoulement par à l’aide de piège poreux est étudié à la fois numériquement et expérimentalement. On s’intéresse dans un premier temps au cas d’une couche limite turbulente supersonique, puis subsonique. On traite en seconde partie du contrôle de l’interaction onde de choc/couche limite.L’étude numérique se compose de deux parties. Tout d’abord, une étude paramétrique est réalisée afin d’identifier d’une part l’influence des paramètres géométriques et des conditions d’écoulement et pour générer une base de données complète d’autre part. Le concept d’efficacité et d’effectivité d’un piège poreux est introduit et évalué. L’efficacité décrit la capacité à assurer un niveau d’aspiration sans recourir à une pression trop basse dans la cavité. L’effectivité représente quant à elle la capacité à augmenter la quantité de mouvement de l’écoulement de couche limite à proximité de la paroi en prélevant un débit minimal d’air. Dans la deuxième étape, les modèles de pièges poreux issus de la littérature sont appliqués en tant que condition d’aspiration continue dans le solveur compressible structuré elsA. Une comparaison exhaustive de ces modèles est conduite sur la base de données issue de l’étude paramétrique. Des écarts significatifs entre les modèles sont observés concernant la prévision de l’efficacité et de l’effectivité des pièges poreux.Des expériences dans la soufflerie S8Ch à Meudon sont réalisées pour les nombres de Mach M = 1.62 et M = 0.5. Les mesures ont permis de valider les conclusions des études numériques dans la mesure où un très bon accord entre les simulations et les expériences est observé.Dans un dernier temps, nous avons élaboré un nouveau modèle de piège poreux appliquant une condition d’aspiration distribuée. Le modèle est applicable à la fois pour l’écoulement supersonique et subsonique, à partir de grandeurs pariétales uniquement. L’efficacité et l’effectivité des piège poreux issus de la base de données sont prévue de manière remarquable. Le modèle est finalement appliqué au cas complexe du contrôle de l’interaction onde de choc/couche limite.