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Restitution de la transition laminaire turbulente en hypersonique par assimilation de données

Mathématiques - Analyse numérique - Simulation Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

Pour concevoir un véhicule hypersonique, il est nécessaire de prédire précisément les flux thermiques à la paroi. Ces flux sont très fortement contraints par la nature de la couche limite (laminaire/transitionnelle/turbulente). Or, les mécanismes à l’origine de la transition laminaire-turbulente sont complexes et encore mal compris. De plus, les phénomènes transitionnels sont très dépendants des fluctuations présentes dans l’écoulement libre autour de la maquette dans le cas d’essais en soufflerie ou de l’engin dans le cadre du vol. Ces fluctuations sont très difficiles à mesurer précisément ce qui rend la comparaison calcul/essai très complexe. Pour réaliser une analyse fine de la physique de l’écoulement pendant les essais, il faut se tourner vers des résultats de calculs haute-fidélité. Il est donc crucial de pouvoir reproduire numériquement les perturbations amont rencontrées. Au cours de la thèse, on cherchera à développer des méthodes d'assimilation de données, s'appuyant sur la simulation haute-fidélité, pour inverser, c'est-à-dire déterminer les fluctuations au vu des observations. On se tournera vers des techniques ensemblistes basées sur l'inférence bayésienne. On mettra l'accent sur l'intégration de connaissances a priori sur les fluctuations. De plus, on essayera de réduire le coût calcul et s'attachera à quantifier les incertitudes sur la solution obtenue. L'approche sera notamment appliquée à un écoulement autour de la géométrie CCF12 (cone-cylinder-flare) réalisé dans la soufflerie R2Ch de l’ONERA.

Laboratoire

DSGA
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