Transition laminaire/turbulent en couche limite supersonique

On sait qu’en général, le nombre de Mach a un effet stabilisateur sur les écoulements : les taux de croissance dans la phase d’amplification linéaire des perturbations sont plus faible qu’en subsonique. Assez curieusement, les nombres de Mach voisins de 2 ont été peu étudiés, malgré des réductions sensibles. Une expérience est faite dans le cas d’une plaque plane proche de l’adiabaticité. Le niveau de turbulence de vitesse dans l’écoulement extérieur est faible (environ 0,1%), mais le niveau de fluctuations pression est d’environ 0,8%. On a donc un problème de réceptivité. Les mesures de champ moyen permettent une détermination globale du point de transition, et ses variations en fonction du nombre de Reynolds unitaire. Des mesures de fluctuation de vitesse on tété faites par anémométrie à fil chaud. Les mesures de spectres montrent leur déformation au long du mouvement, car le taux d’amplification dépend de la position longitudinale. On peut ainsi définir les plages de fréquences pour lesquelles l’écoulement est instable, et déterminer les taux de croissance. On trouve ainsi au début de la phase turbulente, des spectres qui gardent le souvenir des perturbations initiales qui ont servi de « germe » pour l’apparition de la turbulence.

Cette recherche a été soutenue par le Programme de Recherche Aéronautique pour le Supersonique du Ministère de la Recherche, en collaboration avec l’ONERA/DMAE de Toulouse.