Sur les écoulements de disque tournant

Sébastien Poncet (1) , Eric Serre (1) , Eric Séverac (1) , Marie-Pierre Chauve (2) , Roland Schiestel (2) , Anthony Randriamampianina (2) , Patrice Le Gal (2)

1 M2P2 - Modélisation et Simulation Numérique (en mécanique des fluides)
2 IRPHE - Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre

Les écoulements de disque(s) tournant(s) trouvent des applications dans des domaines très variés comme l'astrophysique, la géophysique et surtout les turbomachines. Une majeure partie de cette étude concerne d'ailleurs les écoulements turbulents de type rotor-stator soumis à un flux axial, écoulements que l'on retrouve dans la turbopompe à hydrogène liquide du moteur Vulcain d'Ariane V. D'un point de vue fondamental, ils offrent une géométrie simple ou la rotation influence la structure de la turbulence. Cet article présente une revue sur les écoulements confinés entre un disque tournant et un disque fixe avec ou sans flux imposé pour une gamme de rapport d'aspect couvrant les écoulements de type Batchelor à couches limites séparées et les écoulements de type Couette de torsion à couches limites jointes. Ces écoulements ont été abordés sous différents aspects: stabilité, transition vers la turbulence et écoulements pleinement turbulents, que ce soit expérimentalement ou par simulation numérique. Des résultats concernant des écoulements turbulents avec transferts de chaleur, plus proches des écoulements industriels, sont également présentés.

Mots clés: disque tournant; rotor-stator; modèle aux tensions de Reynolds; simulation numérique directe; simulation vers les grandes échelles; LDA; visualisations; instabilité; turbulence

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]

Sébastien Poncet, Eric Serre, Eric Séverac, Marie-Pierre Chauve, Roland Schiestel, et al.. Sur les écoulements de disque tournant. Colloque interdisciplinaire des Ecoles Centrale, May 2007, Marseille, France. ⟨hal-00170129⟩