Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à ...

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Application au contrôle _ Il communique de l’énergie cinétique à la couche limite qu’il réactive, supprimant ainsi le décollement. _ Il agit sur l’écoulement potentiel en accélérant, de proche en proche, les couches fluides extérieures, d’où un accroissement de la circulation, à égalité d’incidence. Il donne lieu à un effet de réaction qui engendre une composante propulsive et une composante sustentatrice si la quantité de mouvement de l’air soufflé est inclinée par rapport à la vitesse à l’infini. - 92 - Figure 4.9. Schéma de principe du soufflage tangentiel de couche limite pour le contrôle du décollement [90]. » Les actionneurs fluidiques instationnaires Contrairement aux jets synthétiques dont le principe de fonctionnement pose souvent des difficultés de conception, les actionneurs de type jets pulsés sont une technologie bien maîtrisée et la tendance actuelle est à la miniaturisation de ces dispositifs par utilisation de composants MEMS. Les jets synthétiques représentent la stratégie de contrôle la plus utilisée dans la littérature récente. Plusieurs solutions technologiques sont employées pour la conception de tels dispositifs. L’excitation acoustique est un exemple de jet synthétique mais il est également possible d’utiliser des systèmes mécaniques ou encore des systèmes piézoélectriques. Un exemple de contrôle du décollement sur un profil d’aile par jet synthétique est illustré sur la Figure 4.10, d’après les travaux de Bourgois [96]. Figure 4.10. Tomographies réalisées sur un profil d'aile en incidence, sans contrôle (à gauche) et (à droite) avec contrôle par VGF pour R e= 0.2 × 10 6 [96]. 4.3. Contrôle d’écoulement par plasma Cette section est consacrée à la présentation du contrôle d’écoulements subsoniques par actionneurs plasmas. Étant donné qu’un des objectifs de ce rapport consiste à modifier un écoulement au-dessus d’un profil d’aile en utilisant une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD), nous accentuons la présente revue sur le contrôle sur voilure par DBD. Cette partie de la revue bibliographique est en partie inspirée de la publication de Moreau [97].
4.3.1. Écoulement de plaque plane – Contrôle de la couche limite 4. Revue bibliographique sur le contrôle des écoulements Dans le milieu des années 60, l’idée de contrôler un écoulement en utilisant l’effet corona s’est imposée pour un certain nombre de chercheurs. Velkoff et Ketchman [98] publient un article concernant le contrôle d’un écoulement au-dessus d’une plaque plane par effet corona, réussissant ainsi à mettre en évidence le déplacement en aval de la zone de transition de la couche limite. Soetomo [26] a observé l’influence d’une décharge couronne continue et alternative (60 Hz) sur la traînée d’une plaque de verre pour des Reynolds de l’ordre de 10 3 . Il observe une réduction de traînée spectaculaire mais les vitesses étudiées sont relativement faibles (< 2 m/s). Depuis la fin des années 90, le domaine du contrôle d’écoulement par plasma a connu un essor très important. Le Laboratoire d’Études Aérodynamiques de l’Université de Poitiers s’est positionné comme un acteur majeur de la recherche dans ce domaine. Léger et al. [29] ainsi que Moreau et al. [99] ont étudié l’effet d’un actionneur de type décharge couronne (DC) sur une couche limite de plaque plane à des vitesses allant jusqu’à 25 m/s (Re= 0.375 × 10 6 ). Après avoir sondé la couche limite avec une sonde de pression en verre, ils montrent que l’actionneur modifie clairement les profils de vitesse ainsi que plusieurs paramètres de couche limite, par exemple son épaisseur (Figure 4.11). La Figure 4.12 montre plusieurs profils de vitesse à 1 cm en aval de l’actionneur lorsque l’actionneur est éteint puis lorsqu’il est allumé, et ce, pour différentes vitesses extérieures. Les auteurs remarquent que l’effet de l’actionneur diminue lorsque la vitesse extérieure augmente, ce qu’ils expliquent par le fait que la puissance mécanique ajoutée par l’actionneur reste constante là où celle de l’écoulement augmente avec la vitesse. Figure 4.11. Évolution de l’épaisseur de couche limite le long d’une plaque plane à 20 m/s avec et sans décharge [29]. Figure 4.12. Profils de vitesses avec et sans décharge dans la couche limite d’une plaque plane pour trois vitesses extérieures différentes. - 93 -
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