Contrôle de l'aérodynamique externe des véhicules aériens par desuddispositifs microfluidiques : étude de l’effet de mini et micro-jets synthétiquesudsur des écoulements pariétaux

摘要

Le contrôle de l’écoulement est un axe majeur d’amélioration des performances desudvéhicules terrestres ou aériens (augmentation de la portance par suppression des décollements sur uneudaile d’avion par exemple). Dans la boucle de contrôle, l’actionneur est un élément essentiel et laudcaractérisation de son fonctionnement et de son effet sur l’écoulement contrôlé est indispensable pouruddéterminer les lois de contrôle efficaces. Parmi les technologies employées, les actionneurs fluidiques,uddont le jet synthétique fait partie, ont l'avantage de ne pas avoir de parties mobiles en contact directudavec l'écoulement extérieur et permettent un contrôle simple de la forme temporelle de l'excitationudimposée. Pour caractériser le jet synthétique dans un environnement au repos, des études numérique etudexpérimentale sont menées. L’étude expérimentale fait appel à deux techniques de mesure :udl’anémométrie fil-chaud et la PIV. Une comparaison du comportement du jet synthétique avec celuiudd’autres types de jet (jet continu et jet pulsé) est effectuée.udL’influence d’un jet synthétique sur la couche limite d’un jet de paroi dont le sens d’écoulement estudnormal à l’axe du jet synthétique est ensuite étudiée. Ce jet de paroi est tout d’abord plan puis présenteudun décollement résultant d’une rupture brusque de pente quelques millimètres en aval de l’actionneurudjet synthétique.udL’interaction de deux jets synthétiques très rapprochés et les effets de miniaturisation font finalementudl’objet d’une étude numérique car leurs effets peuvent être très importants dans le cas de l’implantationudd’un réseau de micro-actionneurs sur une surface sur laquelle nous souhaitons contrôler le décollement. - In external aerodynamics of land and air vehicles, flow control is a major axis ofudperformance improvement (lift increasing and drag reduction by eliminating flow separation on anudaircraft wing, for example). In the control loop, the actuator is an essential element and theudcharacterization of its operations and its effect on the flow control is required to establish effectiveudcontrol laws. Among the technologies employed, the fluidic actuators, whose synthetic jet is a part,udhave the advantage of having no moving parts in direct contact with the outside flow and allow simpleudcontrol of the temporal form of excitement imposed. To characterize the synthetic jet in a quiescentudenvironment, numerical and experimental studies are conducted. The experimental study uses twoudtechniques of measurement: the hot-wire anemometry and the PIV. A comparison of the behavior ofudsynthetic jet with other types of jet (continuous jet and pulsed jet) is done.udThe influence of a synthetic jet on the boundary layer of a wall jet whose flow direction is normal toudthe axis of synthetic jet is then studied. This wall jet is first plan and then presents a flow separationudresulting from a forced rupture a few millimeters downstream of the synthetic jet actuator.udThe interaction of two adjacent synthetic jets, and the effects of miniaturization are finely the subject ofuda numerical study because their effects can be very important in the case of the establishment of anudarray of micro-actuators on a surface ( airplane wing, for example) on which we want to control theudseparation.