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 :
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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 :
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Vitesse amont = 20 m/s
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Tomoscopies de l’écoulement
Contrôle par soufflage continu à 35° :
Vitesse amont = 20 m/s
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Tomoscopies de l’écoulement
Contrôle par soufflage pulsé à 35°:
Vitesse amont = 20 m/s
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Profil de KP
Recollement de l’écoulement :
• Profils de Cp tracé sur le volet pour différents angles de braquage
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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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