Avancement des travaux expérimentaux dans le cadre du ... · Jeudi 24 mars 2005, IMFT Chambre de...

Jeudi 24 mars 2005, IMFT

Réunion GDR Réunion GDR « Contrôle Des Décollements« Contrôle Des Décollements »»

Sébastien Bourgois*, Emmanuel Sommier, Jean Tensi

Laboratoire d’Études Aérodynamiques / E.N.S.M.A.Téléport 21, Avenue Clément AderB.P. 4010986961 FUTUROSCOPE CHASSENEUIL CEDEX

*Thèse CIFRE SNECMA Moteurs

Avancement des travaux expérimentaux Avancement des travaux expérimentaux dans le cadre du projet «dans le cadre du projet « profilprofil »»

Jeudi 24 mars 2005, IMFT

SOMMAIRESOMMAIRE

I. IntroductionII. Montage expérimental

a. Descriptif des installations et du montage

b. Définition de la nouvelle maquette

III. Résultats, visualisationsIV. Suite des travaux

Jeudi 24 mars 2005, IMFT

INTRODUCTIONINTRODUCTION

Deux orientations des travaux:Deux orientations des travaux:

� Conception d’une nouvelle maquette avec bord d’attaque grossi. Approche plus qualitative permettant une étude plus fine de la

physique d’interaction microjets / couche limite en proche paroi,

� Pour la suite, choix d’une maquette NACA 0015 présentant des décollements de type bord de fuite

→ Possibilité d’utiliser une plus grande panoplie d’actionneurs en amont des décollements,

→ Références d’essais de contrôle sur ce profil nombreuses dans la littérature.

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Chambre de tranquillisation

ConvergentRc = 4

Veine d'essaisS = 1.25 x 0.90 m2, L = 7.3 m

Vitesse max 8 m/s VentilateurFiltres

Vent

� Expériences réalisées dans la Soufflerie VISU 01 du LEA - ENSMA→ Soufflerie de type Eiffel, caractérisée par une excellente accessibilité optique de la veine

Descriptif des installations et du montageDescriptif des installations et du montage

� Nappe laser éclairant l’extrados du profil, à mi-envergure

� Caméra rapide placée face à la paroi latérale de la veine

MONTAGE EXPERIMENTALMONTAGE EXPERIMENTAL

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High Speed High-ResolutionCMOS Camera

Caractéristiques de la caméra rapideCaractéristiques de la caméra rapide

-0,50

-0,40

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

Hybride ONERA D / NACA 0012ONERA D

Définition de la nouvelle maquetteDéfinition de la nouvelle maquette

Jeudi 24 mars 2005, IMFT

-0,10

0,00

0,10

-0,20 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00

� Pour x/c compris entre 0 et 14%, le profil est un profil ONERA DL1 = 4*(0.1*0.35) = 0.14 m

ONERA D

� Pour x/c ≥ 14%, le profil est un profil NACA 0012L2 = 0.907 m

→ Corde C = L1 + L2 = 1.047 m

� Continuité en x/c = 14%, yONERA D = yNACA 0012y’ONERA D = y’NACA 0012

NACA 0012

Critères: maquette d’environ un mètre de corde (compte tenu des dimensions de la veine) et bord d’attaque grossi d’un facteur 4

Intérêt: Corde multipliée par 3 mais bord d’attaque grossi d’un facteur 4

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Pour les actionneurs, le rapport de similitude 4 est adoptéTrous de 0.4 mm espacés de 5 mm → Trous de 1.6 mm espacés de 2 cm

Comparaison (sous XFoil) des Cp pour le profil « hybride » ainsi généré et le profil ONERA D

Re = 106

αααα = 10°

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• Transition naturelle• Reynolds Re = 0,93.106

• Incidence α = 14°

Écoulement naturel Contrôle appliqué sur 40 % de l’envergure

RAPPELS: Visualisations pariétales des effets du contrôle par microjets

RESULTATS, VISUALISATIONSRESULTATS, VISUALISATIONS

Gain en portance de 20 à 30 % après l’incidence de décrochage pour un contrôle appliqué sur 40 % de l’envergure

• Transition naturelle• Reynolds Re = 0,93.106

• Incidence α = 14°

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

-5 0 5 10 15 20 25

Incidence (°)

CzEcoulement naturelMicrojets V = 205 m/s Cmu = 0.20 %Microjets V = 313 m/s Cmu = 0.57 %Microjets V = 313 m/s Cmu = 0.69 %

Control

Control

Control

Control Re = 6,20.104 (V∞ = 0,9 m/s)Recorded @ 461 fps

Movie Length = 0.65 s

Boundary Layer Reattachment over an ONERA D Leading Edge Using Microjetsαααα = 11° Microjets off Microjets activated

Re = 1,37.105 (V∞ = 2,0 m/s)Recorded @ 461 fps

Movie Length = 0.87 s

Re = 2,06.105 (V∞ = 3,0 m/s)Recorded @ 461 fps

Movie Length = 0.65 s

Re = 2,74.105 (V∞ = 4,0 m/s)Recorded @ 461 fps

Movie Length = 0.65 s

Control

Control

Re = 3,43.105 (V∞ = 5,0 m/s)Recorded @ 461 fps

Movie Length = 0.65 s

Boundary Layer Reattachment over an ONERA D Leading Edge Using Microjetsαααα = 11° Microjets off Microjets activated

Re = 6,20.104 (V∞ = 0,9 m/s)Recorded @ 461 fpsMovie Length = 1.9 s

+ ++

Sequence with a progressive increase of the microjets speed

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� Recollement observé pour toute les gammes de vitesses testées

� Les vitesses de soufflage induisant un recollement sont plus faibles à ce nombre de Reynolds (de l’ordre de 2 à 5 fois V∞) que lors des essais àRe = 106 dans la soufflerie Béton

� Effets du jet sur l’état de la couche limite → conduire les mêmes essais avec un déclenchement de la transition

Observations et commentairesObservations et commentaires

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SUITE DES TRAVAUXSUITE DES TRAVAUX

� Profil « bord d’attaque » à échelle 4� Essais en transition déclenchée + microjets� Test d’autres types d’actionneurs (VGF? Fente pulsée? Jet synthétique?)� …

� Maquette NACA 0015� Validation du comportement sans contrôle (polaires)� Essais en transition naturelle et en transition déclenchée� Essais de contrôle en amont des décollements (de type BF)