projet collaboratif «gdr» bilan 2015 / 2016 · 04/12/2016 ü rappel: Ø projet...
TRANSCRIPT
04/12/2016
Projetcollaboratif« GDR »Bilan2015/2016
PierricJOSEPHa,StéphaneLOYERa,NicolasMAZELLIERa,AzeddineKOURTAa
aLaboratoirePrisme,8,RueLéonarddeVinci,45072Orléans(France)
E-mail:[email protected]
RéuniondetravailduGDR2502« Contrôledesdécollements »13octobre2016PolytechOrléans
1
04/12/2016
ü Rappel :Ø Projetcollaboratif financéparleGDRØ Corpssimplepourévaluationd’actionneurs,decapteurs,destratégies…Ø Montageexpérimentalaveccréneauxsouffleriedédiésauxmembresdu
GDR
ü Bilan 2015 / 2016 :Ø Descriptifdesmoyensmisàdisposition(maquette,moyensd’essais)Ø Bilandescampagnesd’essaisréalisées :
• Campagne1:Qualificationmaquette&actionneurs• Campagne2:Contrôleboucleouverte• Campagne3:Etudedestransitoires
Ø ValorisationØ Conclusionsetprojetsfuturs
Introduction
2
04/12/2016
ü SoufflerieMalavardØ Sectiond’essais :2m× 2m× 5mØ UMAX :55m.s-1
Ø Tauxdeturbulence :<0.4%
ü Maquette :Ø Rampe2D(α =25°,h=100mm)Ø Bordd’attaque typeNACA0015Ø TurbulateurØ Voletderéglagedugradientde
pression(0°)Ø Implantationmi– hauteurdeveine
Montageexpérimental
3
04/12/2016
Montageexpérimental
4
04/12/2016
Montageexpérimental
5
ü Système de contrôleØ JetssynthétiquesØ 3× fentesde660mmØ 1mmdelarge,2mmenaval
ü ActionneursØ 3× HPPrecisionDevicesPD.1550
• Ø380mm• 600W• XMAX =8.2mm
Ø AmplificateurTSA4-700« thet.amp »• 4× 490Wsur4canaux
Ø Excitationsinusoïdale• GBF• NICompactRIO(transitoire,signaux
customisés)
04/12/2016
Montageexpérimental
6
04/12/2016
Montageexpérimental
7
Characteristics ofpressuremeasurementssystems
Steadymeasurements
system
Model 3x32channelsChellµDAQ-32C
Quantity 93pressuretaps
Acquisitionfrequency 500Hz
Number ofsamples 30000
Accuracy ± 0.25%
Unsteadymeasurements
system
Model Kulite XCQ-093-5D
Quantity 10
Acquisitionfrequency 20000Hz
Number ofsamples 1000000
Accuracy ± 0.1%
ü Mesures de pression
04/12/2016
ü Mesures PIV
ü Fil chaud 1D
Montageexpérimental
8
Characteristics ofPIVsystem
Laser
Model QuantelEvergreen200-10
Type Nd:YAG(532nm)
Maximumenergy 200mJ
Maximumfrequency 15Hz
Cameras
Model LaVisionImagerLX11M
Type CCD cameras
Resolution 4032x2688pixels
Maximumfrequency ≈2.5 Hz
SeedingType Oliveoil droplets
Meandiameter 1µm
Calculationparameters
Correlationwindow 32x32pixels
Overlap 50%
Combined FOV 628mmx319mm
Spatialresolution 1,89 mm
04/12/2016
ü SynchronisationØ NICompactRIOØ BasedetempscommuneØ MesuressimultanéesØ MoyennedephasesØ TransitoiresØ Etc.
Montageexpérimental
9
RIO
PIV
Kulite
Contrôle
04/12/2016
ü Objectifs :Ø Qualification simultanée in– situdesactionneursØ Vérificationdel’écoulementderéférenceØ Testdequelques casdecontrôle
ü Moyensmis en œuvre :Ø PIV,Pressionsstationnaires,Filchaud1D
ü Durée :Ø 1mois(octobre2015)
ü Résultats :Ø BDDperformanceactionneurs- signauxdevitesse(fréquence, tension)Ø Validationdel’écoulement deréférence(BDDpourplusieursReynolds)Ø Résultatsdecontrôleencourageants(bullesupprimée)
Campagne1
10
04/12/2016
Campagne1– Qualificationactionneurs
11
ü MoyensØ 3filschaudsenparallèleØ ParallèlesaujetØ 1mmau– dessus
ü AnalyseØ HomogénéitéspatialeØ HomogénéitétemporelleØ Performances
ü Plage de paramètresØ SignalsinusoïdalØ VE =0.5– 2.5V(picàpic)Ø fE =5– 200Hz
04/12/2016
Campagne1– Qualificationactionneurs
12
Sériestemporelles deUJ
AmplitudemaximumUJMAX (VE =1.5V)
Homogénéitéspatiale Déphasage(calculdecorrélation,VE =1.5V)
Homogénéitétemporelle
CartographieUJMAX (fE ,VE)
04/12/2016
Campagne1– Ecoulementderéférence
13
ü Moyens :Ø PIVØ PressionsstationnairesØ Filchaud
ü Comparaison avec Kourtaet al. (2015) :Ø CLamontØ RépartitionsdeCp
Ø Longueurdubulbedécollé
ü Vérificationaspect 2D
R𝑒𝑒# = ρUhµ
h:rampheight- 100mm
Ecoulementderéférence,plany=0,Reh =2.0× 105
A.Kourta,A.Thacker,andR.Joussot,“Analysisandcharacterizationoframpflowseparation,”Exp.Fluids,vol.56,no.5,p.104,May2015.
04/12/2016
Presentstudy
Kourtaetal.
δ99 (mm) 20.5 18.0
δ*(mm) 3.6 3.0
θ(mm) 2.5 2.1H 1.3 1.4
LR /h 5.5 5.0
Campagne1– Ecoulementderéférence
14
Couchelimiteamonty=0,x/h=- 5.0
RépartitionCp longitudinaley=0,Reh =2.0× 105
x/h=- 0.5 x /h=0.7RépartitionCp transversale
Reh =1.3× 105
LongueurderecirculationLR
A.Kourta,A.Thacker,andR.Joussot,“Analysisandcharacterizationoframpflowseparation,”Exp.Fluids,vol.56,no.5,p.104,May2015.
04/12/2016
Campagne1– Contrôle
15
ü Moyens :Ø PIVØ Pressionsstationnaires
ü Paramètres :Ø 3configurations(fE ,VE)Ø 3Reh (20,30,40m.s-1)
BaselineReh =1.3× 105
Cµ =5%/F+ =0.2Reh =1.3× 105
𝐂𝐂+ =𝛒𝛒𝐛𝐛𝐔𝐔𝐣𝐣𝐌𝐌𝐀𝐀𝐗𝐗𝟐𝟐
𝛒𝛒𝐡𝐡𝐔𝐔𝟎𝟎𝟐𝟐𝐅𝐅7 =
𝐟𝐟𝐄𝐄𝐡𝐡𝐔𝐔𝟎𝟎
RépartitionCp longitudinaley=0,Reh =1.3× 105
04/12/2016
Campagne2
16
ü Objectifs :Ø Etudeparamétrique(fréquence, tension)Ø FormedesignauxdifférentesØ Etudedeladynamiquesuruncycle(moyennedephases)
ü Moyensmis en œuvre :Ø PIV,Pressionsstationnaires,Pressionsinstationnaires
ü Durée :Ø 7semaines(février– mars2016)
ü Résultats :Ø BDDcontrôleØ Etuded’uneconfigurationenmoyennedephase
04/12/2016
Campagne2– Etudeparamétrique
17
ü Moyens :Ø PIV(sur20configurations)Ø Pressionsstationnaires
ü Paramètres :Ø 100configurations(fE,VE)Ø Reh =1.3× 105 (20m.s-1)
ü Analyse :Ø Longueurdebullede
recirculationØ Diminutiontrainéede
pression
04/12/2016
Campagne2– Etudeparamétrique
18
Max.ΔCp ó Min.LR ∆𝐶𝐶<= = 𝐶𝐶<=> − 𝐶𝐶<=@
𝐶𝐶<= = −sin( 𝛼𝛼)
ℎH 𝐶𝐶𝑝𝑝𝑑𝑑𝑥𝑥LMN
@Ø MeilleureréductionLR :
• Cµ =0.04 /0.05etF+ =0.2Ø MeilleureréductionCXp :
• Cµ =0.01 etF+ =0.6 x1
04/12/2016
Campagne2– Moyennedephases
19
ü Moyens :Ø PIVØ Pressionsinstationnaires
ü Paramètres :Ø 1configuration
• Cμ =3.9%F+ =0.2• Reh =1.3× 105 (20m.s-1)
ü Analyse :Ø Tripledécomposition(Reynoldsand
Hussain1972)
u = uP + uR + u′𝑢𝑢 = 𝑢𝑢P + 𝑢𝑢R
W.C.ReynoldsandA.K.M.F.Hussain,“Themechanicsofanorganizedwaveinturbulentshearflow.Part3.Theoreticalmodelsandcomparisonswithexperiments,”J.FluidMech.,vol.54,no.02,pp.263–288,1972.
04/12/2016
Campagne2– Moyennedephases
20
ü Partie PIV – paramètres :Ø 25points/cycleØ 2000champsdevecteurs/points(=50000pairesd’images,10Todedonnées)Ø Colormap: 𝑢𝑢RØ Champsdevecteurs :𝑢𝑢RØ Contours:critère 𝑄𝑄 (Huntetal.1988)
J.C.R.Hunt,A.A.Wray,andP.Moin,“Eddies,streams,andconvergencezonesinturbulent flows,”1988.
04/12/2016
Campagne2– Moyennedephases
21
04/12/2016
Campagne2– Moyennedephases
22
04/12/2016
Campagne3
23
ü Objectifs :Ø Qualification desactionneursentransitoireØ Mesuretransitoiredel’écoulementØ Enrichissementdel’étudeparamétrique :sollicitations3D
ü Moyensmis en œuvre :Ø PIV,Pressionsstationnaires,Pressionsinstationnaires,Filchaud
ü Durée :Ø 7semaines(juin– juillet2015)
ü Résultats :Ø BDDtransitoire(actionneurs&contrôle)Ø Ajoutdecasdecontrôletridimensionnel
04/12/2016
Campagne3– Transitoireactionneurs
24
ü Moyens :Ø Filschauds× 3
ü Paramètres :Ø 100configurations(fE,VE)
ü Analyse :Ø Phasesdedépartetd’arrêt
desjetsØ Dépouillementsencours
ExemplederésultatsVE =2V,fE =20Hz
04/12/2016
Campagne3– Transitoireactionneurs
25
Fin- VE =2V,fE =20HzDépart- VE =2V,fE =20Hz
Délaisdedépart Délaisdefin
04/12/2016
Campagne3– Transitoirecontrôle
26
ü Moyens :Ø Pressionsinstationnaires
ü Paramètres :Ø 100configurations(fE,VE)Ø 10cycles/configuration
ü Analyse :Ø Phasesdedépartetd’arrêt
pourchacundesdixKulitesØ Encours
04/12/2016
Campagne3– Sollicitations3D
27
ü Moyens :Ø Pressionsstationnaires
ü Paramètres :Ø 80configurations :
• VE :100% 0%• VE :100% 50%• Mêmechose+
déphasage 180°
ü Analyse :Ø Encours
04/12/2016
ü Congrès :Ø JosephP,LoyerS,MazellierN,KourtaA(2015)Avancement- Projet“GDR”.
InJournéesduGDR“Contrôledesdécollements”,Nantes,France.Ø JosephP,StellaF,LoyerS,MazallierN,KourtaA(2016)Flowseparation
controlona2Dbackwardfacingrampusingsyntheticjets.InAEROVEHICLES2,Göteborg,Suède.
ü Articles :Ø JOSEPHP,MazellierN,KourtaA(2016)Separationcontrolofabi-
dimensionalrampflowusingsynthetic jets.Tobesubmitted inExperimentsinFluids.
Valorisation
28
04/12/2016
Conclusion&projetsfuturs
29
ü Banc d’essai éprouvé, expériences répétables
ü Instrumentationvariée
ü Large plage de Reynolds (+ soufflerieS1)
ü Ecoulement réceptif aux perturbations, système de contrôleadapté
ü Base de données conséquentes (avec et sans contrôle) àdispositionde la communauté GDR
ü Exploitation & valorisation en cours
04/12/2016
Conclusion&projetsfuturs
30
ü Banc limité d’un point de vue géométriqueØ ActionneursintégrésØ PositiondesoufflageuniqueØ Augmenterlamodularité?
ü Mesures supplémentairesØ CartographiedepressiondanslesillageØ PIV2D– 3CØ ->Bilandequantité demouvement
ü Implication de la communautéØ Comparaisonexp./simu. (LHEEANantes)Ø Quid’autre?