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La formation de givre est une problématique majeure pour les applications aéronautiques. L'accumulation de glace peut, par exemple, causer des pertes de performance aérodynamique ou obstruer les entrées d'air.

Les systèmes de protection thermiques contre la formation et l'accumulation de givre reposent sur le prélèvement d’air chaud issu du moteur ou l’activation de résistances électriques. Une fois fondue, la glace peut donner naissance à un film liquide ruisselant sur la paroi de l'aéronef. Une des difficultés majeures est d'estimer la quantité de chaleur à extraire du système de protection pour éviter que le film ruisselant ne gèle à nouveau en aval de la zone protégée. L'évolution du film ruisselant, notamment sa recongélation, est régie par un bilan thermodynamique avec le milieu extérieur faisant intervenir les échanges avec la couche limite thermique (coefficients d'échange thermique) et massique (taux d'évaporation).

Le contexte du stage est l'étude numérique du développement de la couche limite au-dessus d'un film liquide chauffé. L'objectif est la modélisation des échanges thermiques et massiques entre le film liquide et la couche limite afin d'améliorer l'estimation de la position des formes de glace de regel en aval d'un système de protection.

Des simulations numériques d'une configuration simplifiée d’un écoulement d’air au dessus d’un film liquide chauffé seront menées avec l'outil de calcul CEDRE de l'ONERA. Ainsi, pour les forts taux d'évaporation, l'analogie de Chilton-Colburn habituellement utilisée pour estimer les échanges massiques au sein de la couche limite pourra être évaluée. Une analyse physique des résultats sera réalisée et permettra de mieux appréhender les limitations de cette analogie et d’en proposer des améliorations.