Contrôle du décollement sur volet par fentes pulsées

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1 Contrôle du décollement sur volet par fentes pulsées
Timothée CHABERT Doctorant 2ème année DAAP / MHL Directeur de thèse : Éric GARNIER Encadrants : Julien DANDOIS et Laurent JACQUIN Bourse : ONERA

2 Introduction Intérêt du contrôle sur un avion :
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 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

3 Présentation de l’expérience
Montage : U∞ (F+ ; Cμ) δ 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 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

4 Présentation de l’expérience
Mesures et visualisation : 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 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

5 Tomoscopies de l’écoulement
Longueur de décollement dans le cas non contrôlé : Vitesse amont = 20 m/s Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

6 Tomoscopies de l’écoulement
Contrôle par soufflage continu à 35° : Vitesse amont = 20 m/s Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

7 Tomoscopies de l’écoulement
Contrôle par soufflage pulsé à 35°: Vitesse amont = 20 m/s Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

8 Soufflage continu Cμ = 1 %
Profil de KP Recollement de l’écoulement : Profils de Cp tracé sur le volet pour différents angles de braquage Soufflage continu Cμ = 1 % Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

9 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 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

10 Détection du point de décollement
Valeur Rms Skewness factor Flatness factor Bande de fréquence [ Hz] Spectre de cohérence Corrélation x/c = et x/c = 0.520 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

11 Effet du soufflage continu
Valeur Rms Skewness factor Flatness factor Cμ= 1% et F+=0 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

12 Effet du soufflage périodique
Balayage en fréquence : Intervalle de fréquences F+=[0.03;0.27]  5 à 45 Hz Mesures à différents angles de braquages de 2 à 30° Skewness factor Valeur moyenne Valeur Rms x/c = et <Cμ> = 0.5% x/c = et <Cμ> = 0.5% x/c = et <Cμ> = 0.5% Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

13 Effet du soufflage périodique
Densité de probabilité : x/c = et F+=0.09 x/c = et F+=0.26 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

14 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 Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

15 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) Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012

16 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) Journées des Doctorants MFE – 16 et 17 Janvier 2012