Approche Numérique Des Couches Limites Hypersoniques

Résumé: Compares aux problemes d'aerodynathique standard rencontres par les avions au vol transsonique ou supersonique, les ecoulements hypersoniques sent caracterises par des phenomenes physico-chimiques tres complexes et varies, en paniculier les chocs forts, la dissociation chimique en aval de l'onde de choc courbe et l'ipaississement de la couche limite. La simulation numerique de tels ecoulements, exige Ia resolution des equations aerothermochimiques gouvernant les ecoulements hypersoniques La inethode de couplage Euler/couche limite pour le calcul des ecoulements hypersoniques laminaires isqueux autour d'un corps emousse en introduisant les effets de gaz Mac& a l'equilibre chimique est presentee en detail. Le modele chimique de Pair est compose de cinq especes chimiques (02, N3, NO,N et 0) et trois reactions d'equilibres independantes. L'ecoulement est divise en deux regions, avec les equations de couche limite du 2' ordre sent resolues dans Ia zone interne (visqueuse), tandis que les equations d'Euler sent reservees a la region extern (non visqueuse). Le systeme d'equations d'Euler bidimensionnel et stationnaire est resolu en utilisant conjointement le schema explicite centre de MacCormack et les termes de viscosite anificielle d'ordre Cleve. Cependant, les equations de couche limite sont resolues par un schema en differences finies completement implicite. Les resultats obtenus pour une geometric arrondie sont confrontes avec d'autres resultats numdriques. Mots des Hypersonique, Couche limite bidimensionnelle laminaire, Calcul Euler, Methode de couplage, Mithodes numeriques, Equilibre chimique. 210 x297 mm Abstract Compared with the standard aerodynamic problems on an aircraft in transonic or supersonic flight, hypersonic flows are characterised by many complex phenomena; these include strong shock waves, chemical dissociation behind the bow shock and thick boundary layer. The numerical simulation of such flows requires the resolution of aerothermochemistry equations governing hypersonic flows. An coupled Euler/ boundray layer approach for computing two dimensional hypersonic flows in chemical equilibrium around a blunt body configuration is presented. Air chemistry is modelled by five species (02, N2, NO,N and 0) and three independent equilibrium reactions. The flow is divided into two regions, with the second-order boundary layer equations being applied in the inner (viscous) region and the Euler equations in the outer (inviscid) region. The 2D steady Euler equations are solved using a centred explicit MacCormack scheme augmented by higher artificial dissipation terms, while the boundary layer equations are solved using a fully implicit finite difference technique.

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