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Contrôle d’une couche limite turbulente au moyen d’un microsystème distribué

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 09-10-2008
auteur(s) Pamies Mathieu
jury Merlen A.; Sagaut P.; Bertoglio J.P.; Comte P.; Garnier E.; Buchaillot L.; Wesfreid J.E.; Tardu S.
école Université de Lille 1
  
résumé Sur fond de crise pétrolière, il devient crucial pour les industries de transport, civiles ou militaires, de réduire la consommation de carburant de leurs véhicules. Aussi, la réduction de leur traînée de frottement laisse espérer des gains énergétiques substantiels. Notamment à l’origine de cette force, la contrainte pariétale dans les couches limites turbulentes résulte de phénomènes dynamiques complexes difficilement observables et peu prévisibles. Il s’agit de structures tourbillonnaires cohérentes, dont les tailles et temps caractéristiques sont encore difficilement atteignables dans les applications industrielles. Pour mieux prévoir les gains potentiels et en vue d'une future démonstration expérimentale, des simulations numériques de leur contrôle au moyen d’un microsystème d’actionnement original sont présentées dans ce mémoire. L’accent a été mis sur le réalisme de la modélisation. Ces travaux ont d’abord permis un diagnostic des techniques de simulation des couches limites spatiales et ont abouti à une amélioration des conditions d’entrée turbulentes et au développement d’une méthode performante de génération synthétique de turbulence. Des stratégies de contrôle ont ensuite été proposées, qui permettent d’accroître la faisabilité pratique des mécanismes associés au contrôle en opposition, bien connus de la littérature. La mise en œuvre de cette dernière stratégie au moyen d’un microsystème distribué réaliste a finalement permis de caractériser ses performances réelles. Les mécanismes d’interaction entre turbulence et actionneur sont précisément décrits. L’identification de facteurs de rendement permet alors d’orienter les futurs travaux à ce sujet.
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