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

4. Revue bibliographique sur le contrôle des écoulements
Plus récemment, Grundmann et al. [102] ont mené une étude de stabilité linéaire sur une couche
limite de plaque plane dont le profil de vitesse peut être modifié par un actionneur de type DBD. Les
auteurs montrent que la déformation du profil de vitesse par le vent électrique stabilise la couche
limite mais que l’effet est localisé à proximité de l’actionneur. Néanmoins, cette étude numérique
montre que l’actionneur peut, en théorie, produire un effet perceptible sur une distance suffisamment
grande pour atténuer les instabilités et retarder la transition. Par la suite, ces mêmes auteurs ont vérifié
expérimentalement leurs résultats numériques (Grundmann et Tropea [103]) sur un écoulement de
plaque plane pour une vitesse extérieure U∞= 6 m/s. Les résultats montrent que l’actionneur peut
retarder la transition, en diminuant les instabilités provoquées par un actionneur placé plus en amont et
utilisé comme déclencheur.
A l’inverse, les récent travaux de Porter et al. [104] montrent qu’un actionneur DBD peut servir à
déclencher la transition tout comme une rugosité de paroi.
4.3.2. Écoulement autour d’un profil d’aile
Les performances aérodynamiques d’une aile d’avion sont un enjeu majeur pour les acteurs de
l’industrie aéronautique. C’est pourquoi la configuration type aile est probablement la plus étudiée par
la communauté scientifique. Deux aspects sont particulièrement examinés : le premier est la réduction
de la traînée de frottement dans le but de réduire la consommation de kérosène et/ou accroître le
rayon d’action des avions. Le second est le contrôle du décollement qui se produit sur l’extrados
des profils mis en incidence.
La première étude concernant le contrôle d’écoulement par plasma sur un profil assimilé à une aile
a été publiée en 2000 par Shcherbakov [105]. Les auteurs ont disposé de part et d’autre d’un profil
d’aile, deux réseaux d’électrodes du même type que ceux utilisés par Roth et al. [35]. Placé dans une
soufflerie à veine ouverte à incidence nulle, les couches limites se développant ainsi sur la paroi du
profil peuvent être soit naturellement laminaires sur une grande partie de la corde, soit turbulentes en
disposant une rugosité au bord d’attaque.
A 35 m/s, une réduction de traînée de 5,3% est obtenue lorsque l’actionneur plasma est enclenché
dans le cas où la couche limite est turbulente tandis que celle-ci n’excède pas 0.8% dans le cas
laminaire. Cette étude est l’une des rares où la traînée de frottement est étudiée car la majorité des
travaux concerne plutôt le contrôle du décollement.
(a) (b)
Figure 4.15. Visualisation de l’écoulement autour d’un profil d’aile NACA 0015 mis à 12° d’incidence sans action (a)
et (b) avec action d’un réseau de 8 actionneurs DBD déphasés placés sur l’extrados d’après Roth [106].
- 95 -