Download - Contrôle du décollement sur volet par fentes pulsées Timothée CHABERT Doctorant 2 ème année DAAP / MHL Directeur de thèse : Éric GARNIER Encadrants : Julien

Contrôle du décollement sur volet par fentes pulsées

Timothée CHABERTDoctorant 2ème année

DAAP / MHL

Directeur de thèse : Éric GARNIEREncadrants : Julien DANDOIS et Laurent JACQUINBourse : ONERA

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Introduction

• Simplification du mécanisme de déploiement des volets hypersustentateurs

• Augmentation de l’efficacité d’une dérive, impliquant une réduction de sa taille, donc de son poids et de la traînée de frottement correspondante

Intérêt du contrôle sur un avion :

Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

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Présentation de l’expérience

Montage :

• Soufflerie type Eiffel S2L à Meudon ; vitesse de 20 à 40 m/s

• Plaque plane 867mm de long ; volet 200mm de corde sans fente ; Re ≈ 106

• Bande de carborundum au bord d’attaque de la plaque pour forcer la transition

• 7 actionneurs à fentes au bord d’attaque du volet constitués de vannes Festo® alimentées en air comprimé

U∞(F+ ; Cμ)

δ


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Présentation de l’expérience

• 16 films chauds Senflex® disposés selon la corde du volet

• Mesures de pression statique sur la plaque et le volet

• Mesure du débit des actionneurs par col sonique

• Tomoscopie laser selon le plan de symétrie de la veine

Mesures et visualisation :


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Tomoscopies de l’écoulement

Longueur de décollement dans le cas non contrôlé :


Vitesse amont = 20 m/s

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Contrôle par soufflage continu à 35° :



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Contrôle par soufflage pulsé à 35°:



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Profil de KP

Recollement de l’écoulement :

• Profils de Cp tracé sur le volet pour différents angles de braquage


Soufflage continu Cμ = 1 %

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Détection du point de décollement

• Diminution de la valeur moyenne

• Augmentation des fluctuations

• Diminution du niveau des hautes fréquences

• Changement de densité de probabilité

x/c = 0.570


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Détection du point de décollement

Valeur Rms Skewness factor Flatness factor

x/c = 0.495 et x/c = 0.520

Spectre de cohérence CorrélationBande de fréquence [100-1000Hz]


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Effet du soufflage continu

Valeur Rms Skewness factor Flatness factor

Cμ= 1% et F+=0


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Effet du soufflage périodique

x/c = 0.525 et <Cμ> = 0.5%

• Intervalle de fréquences F+=[0.03;0.27] 5 à 45 Hz

• Mesures à différents angles de braquages de 2 à 30°

Balayage en fréquence :

x/c = 0.525 et <Cμ> = 0.5% x/c = 0.525 et <Cμ> = 0.5%

Valeur Rms Skewness factorValeur moyenne


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Effet du soufflage périodique

Densité de probabilité :

x/c = 0.525 et F+=0.09 x/c = 0.525 et F+=0.26


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Conclusion

• Tomoscopies : Temps de recollement plus court que le temps de décollement

• La position du point de décollement est estimée principalement via la valeur Rms )sur les hautes fréquences), le skewness et le kurtosis

• Ces critères permettent de montrer l’efficacité du contrôle pour retarder le décollement

• Fréquence optimale autour de F+ = 0.2 pour retarder le décollement

• Perspectives


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Publications et modules de formation

• Conférence :

AIAA Flow Control Conference, June 2012, New Orleans, Louisiana

Pulsed Jets Control of Flow Separation over a Non-Slotted Flap, T.Chabert, J.Dandois, E.Garnier and L.Jacquin )soumis)

• Module académique :

Separated Flows )Olivier Cadot, École Polytechnique)


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Annexe

Dispositif pour le contrôle en boucle fermée :

• Matériel National Instruments constitué d’un contrôleur Temps Réel )PXIe-8102) et d’une carte d’acquisition )PXIe-6358 série X) dotée de 16 entrées analogiques

• Programme d’acquisition réalisé sous NI LabVIEW® )langage graphique dit langage G)


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