Caractérisation lagrangienne du décollement et recollement d'écoulements turbulents 3D

 

Louis Dufresne

École de technologie supérieure

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2015-2016

Le décollement d'une couche limite est un phénomène qui peut survenir dans différents types d'écoulements aussi bien en aéronautique (décrochage d'une aile d'avion) qu'en nature (le vent en terrain montagneux). En ingénierie, le décollement est le plus souvent associé à une perte de performance et il importe de pouvoir le prédire ou mieux encore le contrôler. Notre compréhension de ce phénomène demeure toutefois limitée et est principalement basée sur une vision bidimensionnelle du phénomène. Les futurs progrès dans ce domaine demandent maintenant d'aborder le problème dans sa perspective tridimensionnelle (3D).

Pour ce projet, par une combinaison unique de simulations numériques et de mesures expérimentales, nous avons pour objectifs 1) de faire un portrait topologique du décollement en 3D basé sur l'approche des points critiques et 2) d'utiliser les récents outils lagrangiens basés sur les exposants de Lyapunov pour des temps finis (FTLE) et sur les structures cohérentes lagrangiennes (LCS). Il est attendu que ces deux objectifs avec leur méthodologies respectives puissent nous permettre de tracer un meilleur portrait du décollement et recollement en 3D que ce qui est actuellement disponible. Ensuite l'utilisation des récents outils de caractérisation lagrangiens devraient permettre de fournir un portrait quantitatif inédit à ce jour du décollement et recollement en 3D.

Avec ces nouveaux résultats nous pourrons contribuer à une meilleure compréhension du phénomène et ainsi permettre le développement de nouvelles solutions pour mieux prédire et même contrôler le décollement (et recollement) d'écoulements turbulents en 3D.