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FONTANE Jerome — 2013-02-08T14:57:30Z

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Transition des écoulements inhomogènes à grand nombre de Froude

Les écoulements industriels présentent de nombreuses configurations de mélangeurs ou d'injecteurs avec des inhomogénéités de masse volumique. Celles-ci introduisent des différentiels d'inertie entraînant une modification de la dynamique rotationnelle locale sous l'action du couple barocline. Le mélange qui en résulte peut être sensiblement impacté via l'altération des structures organisées qui se développent naturellement dans les zones cisaillées instables.

Pour étudier cet impact, on procède par analyses de stabilité linéaires modales et non-modales afin d'obtenir les champs de perturbation. On prolonge cette analyse en observant le développement non-linéaire de ces perturbations par simulations numériques directes. Deux configurations simplifiées d'injecteurs/mélangeurs sont étudiées :

la couche de mélange plane (image ci-contre)
le jet rond en présence ou non de rotation du cœur et/ou de co-courant

Dynamique tourbillonnaire et sillages d'aéronefs

La dynamique tourbillonnaire joue un rôle central dans les écoulements aéronautiques et géophysiques, mais constitue également une grille de lecture de la turbulence développée. La stabilité tourbillonnaire et l'interaction entre tourbillons constituent l'essentiel des travaux entrepris à ce jour. Les enjeux sont la promotion du mélange inhomogène (en lien avec la thématique précédente) et la durée de vie des tourbillons de sillage d'aéronefs qui limitent la fréquence de décollage pour des raisons de sécurité et jouent un rôle central dans la persistance des traînées de condensation.

Écoulements géophysiques et turbulence 2D

Les écoulements géophysiques sont caractérisés par la présence d'une stratification en densité et d'une rotation planétaire qui induisent une structure bidimensionnelle par couches. La turbulence 2D à grand nombre de Reynolds est le modèle d'écoulement le plus simple qui permet d'étudier les caractéristiques fondammentales de leur dynamique. En raison de la conservation de l'énergie et de l'enstrophie, ce modèle présente un des aspects les plus remarquables des écoulements 2D : la double cascade qui transfère l'énergie (resp. l'entrophie) vers les grandes (resp. petites) échelles.

En collaboration avec David Dritschel et Richard Scott de l'Université de St Andrews, on caractérise cette double cascade au moyen de simulations numériques à très grande résolution utilisant un algorithme puissant spécialement conçu pour les écoulements géophysiques : Combined Lagrangian Advective Methods (CLAM).

Edito

FONTANE Jerome — 2013-02-07T09:23:36Z

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Actualités

Stage de M2 sur les instabilités fractales de Kelvin-Helmholtz dans les couches de mélange à densité variable. Si vous êtes intéressé par le sujet, envoyez-moi un courriel à jerome.fontane isae.fr

Mes coordonnées

Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE)
Département d'Aérodynamique et Propulsion (DAEP)
10 avenue Édouard Belin - BP 54032 - 31055 Toulouse cedex 4
Tel : +33 (0)5 61 33 84 61
Fax : +33 (0)5 61 33 91 63
Mail : jerome.fontane isae.fr

Activités de recherche

Mes activités de recherche sont focalisées sur les thèmes suivants :

Instabilités et transition des écoulements inhomogènes à grand nombre de Froude
Instabilités et transition des écoulement de sillage
Dynamique tourbillonnaire et sillages d'aéronefs

Une présentation plus exhaustive est disponible dans la section Recherche.

Activités d'enseignement

Rattaché à la formation ingénieur Supaero, je participe aux enseignements suivants :

Intervenant du cours Mécanique et thermodynamique des fluides, 1^re et 2^e année Supaero
Intervenant du cours Approches alternatives en mécaniques des fluides, 1^re année Supaero
Intervenant du cours Pratique expérimentale, 1^re année Supaero
Intervenant du cours Physique des transferts thermiques, 2^e année Supaero
Correspondant du cours Écoulements géophysiques, 2^e année Supaero
Responsable du cours Instabilités, transitions et turbulence, 3^e année Supaero

Je suis également contributeur aux enseignements dispensés dans le Diplôme National de Master MAE :

Intervenant du cours Experimental Approach in Fluid Mechanics, MAE 2^e semestre
Responsable du cours Physics and Modelling of Turbulence, MAE 3^e semestre

Une présentation plus exhaustive est disponible dans la section Enseignement.

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