| Description fr | Une stratégie efficace pour augmenter l’efficience des avions est de réduire la force de trainée. Cela peut être réalisé en retardant, voire même en supprimant totalement, la transition à la turbulence ayant lieu sur les surfaces aérodynamiques. De plus, la plupart des avions commerciaux volent à la limite du régime transsonique et subissent ainsi l’Interaction entre Onde de Choc et Couche Limite (IOCCL) qui constitue une source d’instabilité promouvant la transition. Afin d’élaborer des systèmes de contrôle pour prévenir la turbulence induite par l’IOCCL, les origines des perturbations menant à la transition doivent être étudiées. La théorie de la stabilité linéaire est l’approche la plus pertinente pour caractériser les perturbations infinitésimales d’où la dynamique non-linéaire naît. Dans la continuité de ma thèse de master, ce projet appliquera la théorie de la stabilité à l’IOCCL. L’objectif est d’identifier les origines de la transition laminaire-turbulent ainsi que d’autres phénomènes d’instabilité survenant à bas et à hauts nombres de Reynolds, représentant des conditions plus réalistes. La méthode de Jacobi-Free Newton Krylov sera implémentée au sein d’un programme de simulations numériques directes afin d’obtenir des solutions d’équilibre des équations de Navier-Stokes. Ces solutions seront utilisées pour évaluer la stabilité BiGlobal et TriGlobal de l’IOCCL en écoulement laminaire. De plus, la théorie de la stabilité linéaire sera étendue aux écoulements turbulents moyennés afin d’identifier l’origine de mécanismes non-linéaires survenant au sein de l’IOCCL turbulente et qui ont été mis en avant dans de précédentes recherches aux moyens de simulations des grandes échelles. L’accomplissement de ces recherches permettra de caractériser et de comprendre les modes liés à la transition et aux instabilités induites par l’IOCCL. En particulier, cela clôturera univoquement le débat en ce qui concerne le rôle des modes intrinsèques et extrinsèques.
|
|---|
| Description en | An effective strategy for increasing the efficiency of aircraft is to reduce drag. This can be achieved, for instance, by delaying, or even completely suppressing, the laminar-turbulent transition on aerodynamic surfaces. Asmost commercial aircraft fly at the upper limit of the transonic regime, perturbations triggered by Shock-Wave/ Boundary-Layer Interaction(SWBLI), that is typical in high-speed flows, can strongly impact transition.Therefore, advances must be made into understanding the origin of the responsible perturbations to devise effective control strategies to prevent SWBLI-induced transition.Linear stability theory is the most pertinent approach to characterise infinitesimal perturbations, from which the subsequent non-linear dynamics evolves. As a direct continuation of my Master thesis, the proposed project will apply stability theory to the SWBLI problem. The goal is to identify the origins of the laminar-turbulent transition and of other related unsteady phenomena at both low and higher, more realistic, Reynolds numbers. The Jacobi-Free Newton Krylov method will be implemented in a Direct Numerical Simulation solver to obtain stable steady-state Navier-Stokes solutions to be used as laminar base flows for BiGlobal and TriGlobal stability analyses. In addition,the stability theory framework will be extended to use turbulent mean flows, aiming at the identification of linear mechanisms contributing to the turbulent SWBLI dynamics that have been previously identified with large-eddy simulations. The successful completion of this research will provide an unambiguous characterisation of the modes and, in turn, will allow to understand the mechanism underlying the SWBLI-induced transition and unsteadiness. In particular, it will unequivocally resolve the debate regarding the role of intrinsic and extrinsic modes;
|
|---|
