Etude du tube à choc et élaboration de logiciels de simulation

Abstract

Notre étude s'insère dans le cadre de la préparation d'une banque de données en vue de la conception, de l'installation et de l'exploitation d'une soufflerie à choc. Un premier pas a été de confectionner un mémoire de thèse de magister. Le corps de la thèse a été consacré principalement à l'élaboration de logiciels de simulation de conditions d'expériences sur le tube à choc. Le programme expert établi permet, outre le calcul des paramètres dynamiques et thermodynamiques de l'écoulement, de déterminer le rapport optimal des longueurs des tubes moteur et de travail par le biais du diagramme temps-espace (t-x). Ce diagramme a été tracé par une technique originale utilisant la méthode des caractéristiques. Le programme permet aussi d'approcher certaines conditions réelles d'expérimentation et de déterminer l'épaisseur de la couche limite et le temps d'expérience (essai) dans le cas des écoulements visqueux. Nous avons exposé une synthèse de la méthode des caractéristiques adaptée aux écoulements dans les tubes à choc à section constante et de la théorie du tube à choc dans les cas d'ondes de choc incidente, réfléchie et partiellement réfléchie (cas de la soufflerie à choc). Une synthèse bibliographique sur la détermination de l'épaisseur de la couche limite, de la longueur de l'écoulement chaud et du temps d'essai dans le cas des écoulements visqueux est aussi présentée. Nous avons simulé une quarantaine d'expériences dans lesquelles nous avons fait varier plusieurs paramètres thermodynamiques, géomètriques etc.... Après constat, nous avons fait des recommandations pour l'augmentation du temps d'essai lors des usages du tube à choc. Enfin, nous avons complété notre étude par une notion assez sommaire sur la conception, la construction et l'instrumentation du tube à choc.