Simulation numerique d’ecoulements hypersoniques en hors-equilibre thermochimique derriere une onde de choc intense

Abstract

Résumé Dans le cadre des phénomènes qui interviennent à l'aval d'une onde de choc intense, qui sont rencontrés généralement à des vitesses hypersoniques, On présente dans ce travail la relaxation de vibration et de dissociation des espèces chimiques constituant le mélange d'air à haute température. On s'intéresse, en particulier, à la simulation de l'écoulement dans la couche de choc qui est le siège des phénomènes de déséquilibre thermochimiques intenses, pour cela, on a considéré deux études, dans la première étude, un code Fortran et Visual Basic est réalisé pour simuler un écoulement unidimensionnel en déséquilibre vibrationnel et chimique derrière une onde de choc droite détachée. La deuxième étude porte sur la simulation d'un écoulement bidimensionnel et visqueux en déséquilibre chimique avec la prise en compte des modèles de turbulence en utilisant ANSYS Fluent 14.5, autour de la sphère de Lobb et de la double ellipse modélisant le nez d'une navette spatiale. Les résultats trouvés sont en accord avec la littérature scientifique et ils présentent une bonne concordance. Abstract As a part of the non-equilibrium phenomena which occur behind a strong shock wave, In general, these phenomena observed at hypersonic velocities, We present in this work the vibrational relaxation and the dissociation of the air mixture in a high temperature. Particularly, we interest to the simulation of the flow in the shock layer where the intense thermochemical non-equilibrium phenomena occur, in order to achieve this, we have considered two studies; in the first study, we carried out a Fortran & visual basic code to simulate a one-dimensional flow of air mixture in a thermochemical non-equilibrium behind a strong detached shock wave. In the second case, we have simulated a two-dimensional viscous air flow in a chemical non-equilibrium with taking into account the turbulence models using ANSYS Fluent 14.5 around the Lobb's sphere and the double ellipsoid modeling a space shuttle's nose. The results obtained present a good agreement with the scientific literature. ملخص في إطار الظواهر التي تحدث خلف موجة صدم قوية، والتي تلاحظ عند سرعات فوق صوتية و عالية جدا. نقدم في هذه الدراسة الاسترخاء الاهتزازي و التفكك لمختلف العناصر المكونة للهواء في درجات حرارة عالية و بالخصوص، اهتممنا في دراستنا بمحاكاة السيلان في المنطقة المحصورة خلف موجة الصدم و مقدمة المركبة، لهذا الغرض، قمنا باعتبار دراستين. في الأولى، قمنا بإنجاز برنامج لمحاكاة سيلان العناصر المكونة للهواء في حالة لا توازن ترموكيميائي وفي بعد واحد خلف موجة صدم قوية و منفصلة، أما في الحالة الثانية فقد قمنا بمحاكاة سيلان الهواء لكن مع الأخذ بالاعتبار اللزوجة و في فضاء ذو بعدين و في حالة لا توازن كيميائي حول كرة لوب و جسم مكون من شكلين بيضاويين ينمذج مقدمة مركبة فضائية، هذه الأخيرة قمنا بها بواسطة برنامج 14.5 ANSYS Fluent مع الأخذ بعين الاعتبار، كذلك، نماذج الاضطراب (التمور). النتائج المحصل عليها توافق بشكل جيد النتائج المحصل عليها في المنشورات العلمية