Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Vendredi 17 décembre soutenance de thèse de Vincent Aeschlimann à 10h, amphithéâtre Craya (ENSE3 Bergès)

Une approche expérimentale pour la modélisation des écoulements turbulents cavitants

Une approche expérimentale pour la modélisation des écoulements turbulents cavitants

Jury :

- Mme R. Fortes Patella, Pr, LEGI
- M. J.P. Dussauge, DR, IUSTI
- M. R. Saurel, Pr, IUSTI
- M. S. Barre, CR, LEGI (Directeur de thèse)
- M. S. Legoupil, Dr-Ing, CEA Saclay (Co-directeur)
- Mme. H. Djeridi, Pr, LPO-UBO
- M. J. Dehouve, Ing, CNES
- Mlle. K. Simpson, Ing, SNECMA

Mots clés :

Couche de mélange expérimentale, cavitation, turbulence, compressibilité

Résumé

Un des principaux objectifs des études menées actuellement en cavitation appliquée aux turbopompes spatiales est de calculer des écoulements instationnaires cavitants de fluides cryogéniques en géométrie réelle de turbomachines. Ces écoulements sont difficiles à étudier du fait de leur caractère turbulent, instationnaire, compressible, diphasique, avec des échanges de masse et de chaleur. Le présent travail de thèse a pour objectif principal d’obtenir une avancée sur la connaissance "fondamentale" des écoulements cavitants à partir d’une expérience de Couche de Mélange Plane (2D) présentant un écoulement
cisaillé où l’instabilité de Kelvin-Helmholtz se développe jusqu’à engendrer des
tourbillons cavitants. Différentes métrologies sont mises en oeuvre pour caractériser l’écoulement et le comparer aux cas monophasiques de référence. Les champs de vitesse sont mesurés par vélocimétrie par images de particules fluorescentes et vélocimétrie laser par effet doppler ; la dynamique des structures cavitantes est observée à l’aide de films rapides ; le taux de vide est mesuré par absorption de rayons X et la pression statique est aussi estimée. Cette large base de données permet de caractériser la relation turbulencecavitation au sein de l’écoulement. Les effets de compressibilité observés dans les écoulements supersoniques monophasiques sont comparés aux effets de cavitation.