Simulation des grandes échelles en canal plan turbulent: effets de compressibilité et propagation acoustique

Des simulations numériques des grandes échelles d'écoulements de canaux plans ont été réalisées pour étudier les effets de compressibilité et la pulsation de l'écoulement. Les résultats respectifs sont en bon accord avec les SND de Coleman et al. (1995) et les SGE de Scotti et Piomelli (2001). La pulsation du canal nous permet à la fois d'étudier la turbulence instationnaire et, en assimilant une pulsation de faible amplitude à une instationnarité d'origine acoustique, d'étudier l'atténuation sonore en milieu turbulent. Nous avons simulé des écoulements de canaux compressibles jusqu'à Mach 5 et nous proposons une nouvelle transformation non-locale prenant en compte une double correction masse volumique/viscosité. Cette transformation améliore la normalisation des profils de vitesse et de température totale moyennes. Une analogie forte de Reynolds modifiée est développée sur la base d'une relation de type Crocco-Buseman propre au canal à parois isothermes. En régime incompressible pulsé, une technique de forçage différente de celle utilisée par Scotti et Piomelli (2001) nous a permis de retrouver une réduction de traînée consistante avec les résultats expérimentaux de Lodhal et al. (1998), pour la gamme de paramètres considérée. Cette gamme englobe la zone critique observée par Ronneberger et Ahrens (1977)en propagation acoustique, pour laquelle le frottement pariétal cohérent et/ou l'atténuation sonore est plus faible qu'en régime laminaire. les calculs à amplitude de forçage plus faible confirment que la relaminarisation cyclique n'est pas nécessaire pour observer cette zone critique. Cependant, ni la modélisation par une viscosité turbulente, ni l'approche scalaire passif avec la prise en compte des structures cohérentes, correspondant à deux approches linéarisées de niveaux de sophistication différents, n'ont permis de retrouver la zone critique, qui ne correspond probablement pas à un phénomène linéaire