: Examples of approaches for modelling complex flows : thrust oscillations, plasma synthetic jets and wall-bounded flows

Abstract

The manuscript presents my research path started at ONERA DMAE Toulouse with a Ph.D. thesis and followed by a research scientist career at DEFA and then at DMAE. Different research topics have been explored during these years, ranging from thrust oscillations in solid rocket motors to the characterization of a plasma synthetic jet actuator through turbulence modelling. The studies relied on specific approaches dedicated to the targeted objectives and mixing theoretical aspects, numerical models and simulations. Through some examples illustrating the variety of the conducted research activities, the originality of the work done and the relevance of the adopted scientific routes are exposed in the manuscript. Thus, in the latter we successively present a linear stability approach used to identify instabilities in injection driven flows, representative of solid rocket motors, the realization of numerical simulations based on energy deposition describing the synthetic jets produced by plasma actuators and the development of a wall law including roughness effects on turbulent boundary layers. Finally, some research directions and perspectives are provided for these themes.Le manuscrit retrace mon parcours de recherche initié à l’ONERA Toulouse au DMAE par une thèse et poursuivi par une carrière d’ingénieur de recherche au DEFA puis au DMAE. Différentes thématiques de recherche ont été étudiées durant ces années allant des oscillations de poussée dans les moteurs à propergol solide à la caractérisation d’un actionneur plasma à jets synthétiques en passant par la modélisation des écoulements turbulents. Les études menées ont nécessité la mise en œuvre d’approches spécifiques aux objectifs recherchés et qui mêlent des aspects théoriques, de modélisation numérique et de simulations. Au travers de quelques exemples illustrant la variété des activités de recherche entreprises, le manuscrit mets en avant l’originalité et la cohérence des démarches scientifiques adoptées. Ainsi, on aborde successivement l’utilisation d’une approche de stabilité linéaire pour l’identification d’instabilités dans les conduits à parois débitantes, représentatifs des moteurs à propergol solide, la mise en œuvre de simulations avec dépôts d’énergie pour la description du jet synthétique issu de l’actionneur plasma et le développement d’une loi de paroi pour la prise en compte des effets de rugosité sur les couches limites turbulentes. Quelques orientations parmi les nombreuses perspectives de recherche associées à ces thématiques sont finalement proposées

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oai:HAL:tel-01686617v1Last time updated on 3/26/2018

This paper was published in Thèses en Ligne.

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