Identifiant pérenne de la notice : 247846554
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : La conception de véhicules spatiaux réutilisables ou d'avions transatmosphériques
pose des problèmes spécifiques par rapport à la réalisation de capsules de rentrée
balistiques. La pénétration à grande vitesse dans les couches denses de l'atmosphère
provoque l'établissement d'ondes de choc intenses au voisinage du véhicule, qui déclenchent
des phénomènes de déséquilibre chimique et thermodynamique au sein de l'air. Un modèle
détaillé est proposé pour calculer les temps de relaxation vibrationnelle et décrire
le couplage des déséquilibres vibrationnel et chimique. Deux méthodes de résolution
des équations de Navier-Stokes sont étudiées. La première consiste à réduire le problème
au modèle parabolique TVSL (thin viscous shock layer) adapte au calcul des couches
de choc autour de profils convexes plans ou axisymétriques. Le problème discret obtenu
par différences finies est résolu par une méthode de type Newton. La seconde consiste
à utiliser la formulation aux volumes finis des équations de conservation, à calculer
les flux convectifs au moyen du solveur des courbes de choc et les flux diffusifs
de manière centrée. La confrontation des solutions numériques avec des mesures expérimentales
réalisées dans des écoulements autour de sphères permet de valider les deux méthodes.
L’influence du déséquilibre vibrationnel et des conditions pariétales sur l'écoulement
autour de l'hyperboloïde équivalent à l'avion spatial hermès (ASH) est étudiée pour
six points typiques de la trajectoire de rentrée. La méthode aux volumes finis permet
de montrer les limites de la méthode TVSL et de simuler les écoulements dans une tuyère
hypersonique et autour d'un profil schématisant la partie avant de l'ASH. Les intérêts
et les limites spécifiques des méthodes de calcul utilisées sont clairement soulignes.
Des conclusions précises sont proposées quant à l'influence de la physique du gaz
et de sa modélisation sur les caractéristiques aérothermodynamiques d'un véhicule
spatial
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Documentation
