Il est ´evident que lorsque M∞est proche de 1, le terme M2
∞−1 devient petit et la lin´earisation
n’est plus possible, ce r´egime appel´e r´egime transsonique est plus d´elicat `a traiter et ne sera pas
abord´e dans ce cours, on pourra se r´ef´erer par exemple `a Modern Compressible Flow de Anderson
pour plus de d´etails.
2 Classification selon le nombre de Mach
Avant de r´esoudre le syst`eme lin´earis´e pr´ec´edent nous allons ´etudier le syst`eme (9) en fonction de
la valeur du nombre de Mach en utilisant la m´ethode vu en Annexe du chapitre III. Supposons
connues les vitesses u1et v1, la classification de cette ´equation n´ecessiste la r´esolution de:
M2
∞−1 0 0 −1
0−1 1 0
1 0 λ0
0 1 0 λ
u1, x
v1, x
u1, y
v1, y
=
0
0
du1
dx C
dv1
dx C
(14)
Le d´eterminant associ´e `a la matrice dans (14) vaut:
(1 −M2
∞)λ2+ 1 = 0 (15)
L’application triviale de la m´ethode des caract´eristiques montre que pour un ´ecoulement subsonique
M∞<1, l’´equation (15) n’a pas de racines r´eelles le syst`eme (9) est elliptique (cf Annexe), si
M∞>1 , il existe par contre deux racines r´elles et donc le syst`eme (9) est hyperbolique. On peut
en outre d´eterminer deux courbes caract´eristiques C±d´efinies par: :
dy
dx =λ±(16)
avec λ±les deux racines de (15) dans le cas hyperbolique. Sur chaque caract´eristique il est possible
de mettre en ´evidence des invariants de Riemann qui r´esultent d’une relation de compatibilit´e:
le second membre de (14) doit appartenir `a l’image de l’endomorphisme associ´e `a la matrice du
syst`eme (14), on a alors:
Sur C+du1+λ+dv1= 0 Sur C−du1+λ−dv1= 0 (17)
3 R´esolution
Pour achever la r´esolution nous allons exploiter le caract`ere irrotationnel de l’´ecoulement qui garan-
tit l’existence d’un potentiel des vitesses Φ:
U= gradΦ (18)
En lin´earisant on obtient:
avec Φ = U∞x+φ1(19)
Le syst`eme (13) peut ˆetre r´e´ecrit `a l’aide du potentiel des vitesses:
(M2
∞−1)∂2φ1
∂2x−∂2φ1
∂2y= 0
sur le profil ∂φ1
∂y (x, y = 0±) = U∞df ±
dx
`a l’infini amont φ1→0
(20)
Nous allons d´eterminer dans le cas subsonique et dans le cas supersonique les principales propri´et´es.
Ceci permet dans les diverses applications de calculer les coefficients de pression, de portance et de
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