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Contrôle de décollement par fente pulsée et générateurs de vortex fluides

Petit, Gabriel (2005) Contrôle de décollement par fente pulsée et générateurs de vortex fluides. (Separation control using synthetic jets and fluidic vortex generators.)

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Abstract

Dans le cadre d'une thèse CIFRE réalisée en coopération entre le Département EMT² (Ecoulement Monophasiques Transitionnaires et Turbulents) et le service d'Aérodynamique Avancée de Dassault-Aviation est effectuée une étude par modèles statistiques du contrôle de décollement subsonique sur des profils porteurs. Deux modes de contrôle sont simulés: une fente pulsée tangentielle ou normale mettant en œuvre des calculs U-RANS Bi-Dimensionnels et des Générateurs de Vortex Fluides par méthode RANS Tri-Dimensionnelle. Le modèle de turbulence Semi-Déterministe développé à l'IMFT a pour cette occasion été implémenté dans le solveur Navier-Stokes de Dassault-Aviation et utilisé pour la simulation du décollement naturel et du fonctionnement de la fente pulsée. Les résultats obtenus avec cette méthode couplée à une avancée instationnaire d'ordre 2 permettent de caractériser ce type de contrôle et de retrouver les principaux comportements observés dans la bibliographie. L'étude du fonctionnement des Générateurs de Vortex Fluides a d'abord été initiée sur une plaque plane pour isoler les seules conséquences de l'existence du tourbillon longitudinal sur les frottements en absence de gradient de pression. Un effet de vitesse de l'actionneur et de disposition des jets a été effectué sur cette configuration. On applique alors les Générateurs de Vortex Fluides sur un profil ONERA D en incidence. Une forte intéraction espacement/Vitesse de l'actionneur est mise en évidence sur ce dernier cas. Néanmoins, les espacements utilisés, imposés par le temps de calcul de ces simulations, n'a pas permis d'observer une robustesse intéressante en incidence. ABSTRACT : This work realized in cooperation between IMFT and Dassault-Aviation, deals with Navier-Stokes computations of separation control on airfoils Two different control devices are tested : tangential or normal synthetic jets using URANS approach and Vortex Generators Jets with 3D RANS computations. Semi-Deterministic time-dependent turbulence model has been implemented in the in-house Dassault-Aviation Navier-Stokes solver both for unsteady natural and controlled flow behaviours. Results obtained using this model coupled with a second-order in time integration scheme permits the caracterization of DSJ devices. Major former published wind-test behaviours have been reproduced. Vortex Generators Jets has firstly been introduced on flat plate to show the effect of the coherent structures on natural friction coefficient without pressure gradient. The effect of speed exhaust velocity has been studied for both contra and corotative jets. The devices were tested on generic transonic ONERA D airfoil at high angle of attack. A strong interaction between exhaust velocity and distance between jets has been shown. Due to CPU demanding high size domains when increasing distance between jets, effect was found to be weak in term of angle of attack robustness.

Department or laboratory:Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Kourta, Azeddine
Uncontrolled Keywords:CFD - Décollements - Contrôle - Jets Synthétiques - Générateurs de Vortex Fluides - Turbulence
Subjects:Hydraulics > Fluid dynamics
Deposited On:25 January 2007

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