Soutenance de thèse - Sijo GEORGE - ED SPI

Titre :

Simulation Numérique Directe de la Transition Laminaire Turbulent sur un Hydrofoil Flexible

Jury :

Rapporteur: Elie Rivoalen Professeur des universités, LMR, INSA de Rouen
Rapporteur: Xavier Amandolese MCF HDR, LMSSC, CNAM Paris
Examinatrice: Marie- Laure Gobert MCF, INSA, Val de Loire
Examinateur: Jacques-André Astolfi Professeur des universités, IRENav, Ecole Navale de Brest
Examinateur: David Le Touzé Professeur des universités, LHEEA, Centrale Nantes
Directeur de thèse: Antoine DUCOIN, Maître de Conférences HDR, LHEEA, Centrale Nantes

Protocole

La soutenance de thèse se déroulera comme d'habitude. Le président du jury ouvrira la soutenance, suivie de 45 minutes de présentation. Ensuite, le président autorisera les membres du jury à poser des questions, un par un. Après cette session, le jury se retirera dans une salle de conférence séparée pour la discussion ; la salle de conférence principale restera ouverte au public (caméras / microphones autorisés). Le comité retournera ensuite dans la salle principale pour annoncer sa décision. Ensuite, la salle restera ouverte pour une discussion générale où, en fonction du résultat, nous pourrons féliciter Sijo.

Visioconference

La soutenance de thèse aura lieu sur Zoom :
https://ec-nantes.zoom.us/j/91862022724
Code de la réunion : 91862022724

La soutenance débutera à 14h00, la visioconférence sera ouverte à partir de 13h30 afin que vous puissiez tester votre connexion.
Pour pouvoir alléger la bande passante, il sera demandé à l'ensemble des participants de couper leur caméra et leur micro tout au long de la soutenance. Enfin, nous vous remercions de vous connecter vers 13h45 ou plus tôt afin d'avoir le temps de gérer tout problème technique avant de démarrer la soutenance.

Abstract :

Dans cette thèse, les vibrations induites par la transition laminaire turbulent sur un hydrofoil NACA66 à un nombre de Reynolds Re=450 000 sont étudiées. Des simulations numériques directes (DNS) sont mises en place afin de prédire un écoulement de couche limite incompressible, qui sont couplées avec un hydrofoil en mouvement de rotation libre. Ainsi, un couplage fluide structure de type implicite est développé dans le code Nek5000. Du fait du caractère très amont de cette méthode, de nombreux cas de validations sont effectués, menant au cas des vibrations induites par la transition. Ensuite, les recherches se basent sur une étude paramétrique, consistant à mener des cas d’oscillation forcées (rotations imposées) et d’oscillations libres (mouvements du au chargement induit par l’écoulement). Cela permet d’analyser finement les interactions entre les vibrations de l’hydrofoil et son écoulement de couche limite transitionnel. A ce titre, de nouveaux paramètres adimensionnels sont mis en place, permettant de caractériser les interactions fluides structures sur ce type d’écoulement. Du point de vue de l’écoulement de couche limite, il a été observé que la localisation du point de transition est proportionnelle à l’amplitude des mouvements de rotation de l’hydrofoil, de sa vitesse de rotation ainsi que du ratio fréquentiel entre la fréquence naturelle du système et la fréquence de lâchers tourbillonnaire liée à la transition. La génération d’ondes TS (premier pas vers la transition de couche limite) est aussi sensible aux vibrations. Ensuite, les résultats ont montré que les structures cohérentes formées en aval de ces ondes TS, subissent une évolution spatiale dont la longueur d’onde transversale est proportionnelle à l’épaisseur de déplacement de la couche limite. Le déplacement de la région transitionnelle vers le bord d’attaque tend à réduire les fluctuations de pressions périodiques liées à cette transition, tandis que de celle-ci devient plus étendue dans la direction de l’écoulement. Finalement, lorsque la fréquence naturelle de l'hydrofoil se rapproche de la fréquence de lâcher du bulbe (ratio fréquentiel proche de 1), il a été observé une réponse multi-fréquentielle, liée à une forte interaction entre la transition et les vibrations de l’hydrofoil. L’étude suggère que dans ce cas précis, les interactions fluides structures tendent à perturber le comportement spatio-temporel de la transition laminaire turbulent. Cette analyse doit être confirmée expérimentalement. Cependant ce phénomène a déjà été identifié lors d'une campagne de mesure menée en tunnel hydrodynamique à l’Institut de Recherche de l’École Navale (IRENav), à un nombre de Reynolds cependant plus élevé.