Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à ...

Application au contrôle
En 1887, Rayleigh émit l’idée que la turbulence provenait de l’instabilité de l’écoulement
laminaire du fait de la croissance de petites perturbations régulières. En effet, il existe dans une
couche limite laminaire des ondes de Tollmien-Schlichting. C’est leur amplification puis leur
déformation tridimensionnelle qui conduit la couche limite à la transition.
Lorsque le nombre de Reynolds dépasse une valeur critique (Rec), on observe une transition de la
couche limite laminaire vers la turbulence. La zone de transition délimite deux régions de
l’écoulement aux caractéristiques bien distinctes :
_ La partie laminaire, située en amont de la transition où les particules présentent des trajectoires
prévisibles que l’on peut suivre individuellement.
_ La partie turbulente, en aval de la transition, où l’écoulement est plus désordonné.
Les ondes d’instabilités peuvent avoir différentes origines : amplification, au sein de la couche
limite, de perturbations provenant de l’écoulement extérieur, état de surface ou vibrations de la paroi.
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4.1.3. Le décollement
Le décollement d’un écoulement est caractérisé par l’annulation des contraintes de frottement dans
la direction principale de l’écoulement. Dans la plupart des cas, le fluide se détache alors de la paroi de
l’obstacle. On distingue principalement deux cas :
_ Le décollement de pression
_ Le décollement inertiel
a. Décollement de pression
La couche limite se développe en présence d’un gradient de pression adverse, i.e. dans une
situation où la pression augmente dans la direction de l’écoulement. Dans ce cas, la vitesse de
l’écoulement externe diminue et les particules fluides subissent une décélération. Cette décélération
est encore plus importante dans la couche limite car la vitesse du fluide y est très faible, de par les
phénomènes visqueux à la paroi. La quantité de mouvement diminue graduellement sous l’effet du
gradient de pression et, en un certain point, la vitesse des particules fluides s’annule. La Figure 4.4
montre l’exemple du décollement qui se produit sur l’extrados d’une aile d’avion.
Figure 4.4. Décollements sur l’extrados d’une aile soumise à un gradient de pression [90].
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