Analyse de stabilité globale par des méthodes de différentiation automatique : applications aux jets turbulents

Ces dernières années, le besoin de méthodes fiables pour étudier la dynamique decertains écoulements turbulents par des applications industrielles n’a cessé de croître. Le développement des méthodes constituant le domaine de la dynamique des fluides numérique repose sur trois aspects fondamentaux:premièrement, la puissance et l’efficacité computationnelle des infrastructures matérielles et logicielles(HPC); deuxièmement, l’avancement des méthodologies numériques conçues pour optimiser la précision et la performance des calculs; et enfin, la compréhension physique et mathématique permettant de développer des modèles théoriques capables de décrire la physique complexe des écoulements.Ce travail abordera ces trois aspects. Grâce à un solveur génératif comme dNami et en employant la différentiation automatique, nous avons développé un cadre de calcul capable d’appliquer des méthodes d’analyse de stabilité globale à des cas tridimensionnels, géométriquement complexes et turbulents.D’une part, nous avons exploré le bruit tonal généré par un jet subsonique impactant une plaque plane oblique, en comparant le comportement spectral avec des données expérimentales.D’autre part, nous avons mené une étude détaillée du phénomène de bruit tonal apparaissant dans des jets sur détendus laminaires et turbulents.Dans ce contexte, l’analyse de stabilité s’est avérée être un excellent outil de modélisation pour examiner des aspects de la physique de la résonance acoustique, en particulier pour étudier et décomposer les ondes participant au maintien d’une boucle de rétroaction acoustique auto-entretenue.