Aérothermie

L’équipe COST (Convection, Optimisation et Système Thermique) est reconnue pour son savoir-faire expérimental, ses développements en matière de métrologie fine, pour l’intérêt porté aux systèmes comme à la physique qu’ils abritent et pour l’équilibre de son activité entre développement expérimental, modélisation, simulation et optimisation. Ses thèmes de recherche concernent la convection naturelle, mixte et forcée, le couplage entre ces modes et les effets radiatifs. Ils s’appuient sur des développements métrologiques, des approches expérimentales, théoriques et numériques et surtout sur des grands bancs d’essais.

Un large éventail de configurations et de conditions aérothermiques allant de la convection naturelle (cavités différentiellement chauffées, thermosiphons, panaches) aux écoulements compressibles (jet en impact), en passant par des cas de convection mixte sont expérimentalement étudiés. Elles sont souvent complétées par des études CFD (RANS, LES, DNS) car notre approche consiste à faire coexister les investigations expérimentales et numériques.

Une part importante de ces études concerne les couplages entre les structures tourbillonnaires cohérentes développées dans les écoulements turbulents et les transferts de chaleur à la paroi. Ces structures cohérentes peuvent être de natures diverses : instabilité de Couette-Taylor entre deux cylindres en rotation, instabilités de Kelvin-Helmholtz pour les jets (en impact et débouchant), instabilités de sillage (jets débouchant, convection mixte en aval d’un cylindre, échangeurs de chaleur compacts) ou de couches limites...

Pour finir cette description des activités aérothermiques, dans le cadre de l’EQUIPEX Groupe Aéro Propulseur (GAP), COST a développé un Banc d’essais AéroTHermique haute température (BATH) permettant d’étudier les échanges de chaleurs dans des écoulements de hautes températures et de hautes pressions. La température dans la veine d’essai peut atteindre 1500 K, et la pression peut varier entre 1 et 10 bar. Cet écoulement est généré par une chambre de combustion d’air et de kérosène. Des choix technologiques innovants ont été pris pour obtenir in fine une soufflerie « chaude » présentant des conditions limites de vitesses, pression et températures maitrisées et stables dans le temps.


Contacts:

Didier Saury
Responsable d’équipe COST
E-mail : didier.saury@ensma.fr

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