Aérodynamique fondamentale et expérimentale

Interférences de choc dans les écoulements à grand nombre de Mach

Intersection de chocs régulière (image HR : 23 Ko)

Intersection avec phénomène de Mach (image HR : 23 Ko)

Quand une onde de choc oblique vient frapper une paroi plane, deux types de réflexion sont possibles :

• Si l'onde de choc incidente est peu inclinée par rapport à la vitesse de l'écoulement amont, elle se réfléchit en une onde de choc oblique selon une réflexion dite Réflexion Régulière (RR).

• Si l'onde de choc incidente est fortement inclinée, il se produit une réflexion singulière ou Réflexion de Mach (RM), caractérisée par la présence d'un point triple où se rencontrent l'onde de choc incidente, une onde de choc normale et une onde de choc réfléchie.

Ces phénomènes de fluide non visqueux étant perturbés par la présence de la couche limite de la paroi, on étudie plutot l'intersection de deux chocs obliques engendrés par deux plaques symétriques. La paroi solide est ainsi remplacée par le plan de symétrie et les effets visqueux évités. Les figures ci-dessus montrent des strioscopies des deux types de réflexion obtenus à Mach 10 dans la soufflerie R3Ch.

Le but de l'étude est de caractériser les conditions de passage entre ces deux réflexions, sachant que la réflexion régulière est la seule possible en deçà d'un certain angle de choc (critère dit de Von Neuman) et que la réflexion de Mach est la seule possible au-delà d'un angle déterminé par le critère de détachement. Dans la zone duale comprise entre ces limites, les deux configurations coexistent. Cette zone est d'autant plus étendue que les nombres de Mach sont grands, ainsi que le montre lacourbe suivante. De plus, le passage (RR ==> RM) ne se produit pas pour la même valeur de que le passage (RM ==> RR), ce qui est révélateur d'une hystéresis.

Ces phénomènes d'interférence, encore mal connus, ont des applications en écoulement hypersonique au niveau des entrées d'air d'un super-statoréacteur ou dans la zone de confluence des jets de tuyère avec l'écoulement externe.

Mis à jour le 16 mai 2005 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation