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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 »»
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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
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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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
High Speed High-ResolutionCMOS Camera
Caractéristiques de la caméra rapideCaractéristiques de la caméra rapide
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-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
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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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
• 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
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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 %
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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
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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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
� 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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Jeudi 24 mars 2005, IMFT
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)