Simulation numérique directe de la turbulence en présence d ... - ISAE

182 Chapitre 6. Simulation de l’ablation en turbulence confinée
(a) ε ii
(b) Π ii
Figure 6.11 – Termes du bilan des tensions de Reynolds normés par ε 0 des cas Si
B
6.2)
(légende cf.
distance d’autant plus proche de la paroi que le nombre κ e est grand (i.e. les structures porteuses
d’énergie sont petites). En revanche, l’amplitude des termes Π ii ne dépend pas de la valeur de
κ e . Ces conclusions sont différentes de celles avancées dans le cadre d’une paroi inerte.
6.2.3 Interprétations des résultats
6.2.3.1 État de la cascade énergétique
L’analyse des profils de k, ε et Re T ainsi que des échelles de longueur dans la couche de
blocage, est nécessaire afin d’estimer l’influence des réactions d’ablation simulées. En ce qui concerne
les ensembles de spectres Si
A et Si B , les comportements de ces paramètres sont identiques à
ceux présentés dans le chapitre précédent. Ainsi, les remarques faites dans le paragraphe 5.3.3.1
sur l’état de la cascade énergétique s’appliquent aussi au cas de parois ablatables.
Par ailleurs, on constate les effets de variation de la température du fluide sur le comportement
des paramètres turbulents à la paroi. Celle-ci étant à température fixe de 4000 K, des
gradients thermiques existent aux niveaux des surfaces de blocage. De manière générale, les
écoulements chauds amplifient la dynamique de la cascade énergétique en augmentant d’une
part les structures porteuses d’énergie, et en diminuant d’autre part les échelles dissipatives.
Cela s’explique par la diminution de la viscosité du fluide qui est peu affectée par la diffusion
de l’espèce C 3 lors de l’ablation.
6.2.3.2 Effets d’amortissement et transferts énergétiques
Dans ce chapitre, les résultats concernant le bilan des tensions de Reynolds pour les écoulements
chauds en interaction avec une paroi ablatable, montrent des différences notables avec le
cas d’une paroi inerte (sans ablation) vu précédemment (on rappelle que T f était égale à 1000 K).
L’étude des spectres caractérisant l’influence de l’agitation turbulente montre que l’amplitude
des termes Π ii diminue lorsque Re T grandit. Cette tendance est différente de celle déterminée
dans le chapitre précédent. Elle semble provenir de l’élévation de la température de l’écoulement
qui amplifie les écarts existants entre les taux de dissipation turbulente à la paroi des
spectres S A i . Les amplitudes des profils normés de Π ii sont alors plus faibles lorsque l’agitation