Détermination de grandeurs caractéristiques d'une zone de mélange crée par l'intéraction d'une onde de choc et d'une intérface gazeuse

Abstract

L’intéraction entre une onde de choc et une interface séparant deux fluides de densités différents, a pour effet la création d’une zone de mélange qui s’épaissit progressivement en fonction du temps. Le processus de l’interpénétration des deux fluides peut être expliqué en grande partie par le développement de l’instabilité de Rayleigh-Taylor ou Richtmyer-Mesnkov. Ce problème est soulevé chaque fois que la question de stabilité se pose dans l’analyse des écoulements générés impulsivement. C’est le cas du mécanisme de fusion par confinement inertiel ou encore de la combustion supersonique. L’étude expérimentale présente, s’intéresse particulièrement à la création et au développement d’une zone de mélange après l’intéraction d’une interface gazeuse avec une onde de choc produite dans un tube à choc à double diaphragme. Nous utilisons deux couples de gaz CO₂/He et CO₂/Ar pour étudier l’influence de la différence des densités initiales des deux gaz, situés de part et d’autre de l’interface (nombre d’Atwood). Nous étudions en particulier l’épaississement de cette zone de mélange ainsi que les différents paramètres qui interviennent dans ce processus. Nous donnons également des profils de température et de densité moyennes à l’intérieur de cette zone. Ces profils sont déterminés principalement à partir d’une technique d’absorption laser d’une raie rotation-vibration du gaz CO₂. Les résultats obtenus donnent d’une part l’évolution de grandeurs thermodynamiques dans la zone de mélange (température et densité moyennes) et d’autre part des indications intéressantes sur la topologie de cette dernière.