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

4. Revue bibliographique sur le contrôle des écoulements
D’autres chercheurs ont plutôt utilisé une configuration de jet libre axisymétrique. C’est le cas par
exemple de Corke et Matlis [38], qui sont les premiers à avoir étudié le contrôle d’un jet libre à l’aide
de plusieurs actionneurs plasma DBD déphasés. Les actionneurs sont placés à la sortie du jet dans le
sens de l’écoulement principal de manière à générer un vent ionique perpendiculaire à cet écoulement.
Ils montrent la possibilité d’exciter certains modes hélicoïdaux et mesurent une augmentation des
fluctuations, à 30 m/s, dans le jet manipulé.
Plus récemment, Benard et al. ([123] et [124]) ont également étudié le contrôle d’un jet
subsonique à l’aide d’un ou plusieurs actionneurs DBD, mais à la différence de Corke et Matlis, les
électrodes sont placées de manière à induire un vent parallèlement à l’écoulement principal. Les
auteurs étudient successivement l’effet d’un vent électrique en contre-sens puis l’effet d’un vent
électrique dans le même sens que le jet. Les auteurs réalisent des visualisations ainsi que des mesures
LDV et PIV dans l’écoulement. Jusqu’à 30 m/s, les résultats montrent que le jet peut être vectorisé
ou élargi (Figure 4.20), mais également que l’intensité turbulente est largement augmentée.
Pour finir cette section sur le contrôle d’écoulement par plasma, nous pouvons citer l’application
au contrôle du décollement sur la région basse-pression des aubes de turbine. Les premiers à
expérimenter l’effet d’un actionneur DBD sur un écoulement autour d’une aube sont List et al. [125].
Leur étude est reprise puis complétée par Van Dycken et al. [126]. Les auteurs placent l’actionneur
plasma du côté basse-pression juste avant le bord de fuite de l’aube. Il remarque qu’à vitesse modérée
(3 m/s, Re= 30 000), l’actionneur plasma réduit de 50% les pertes dues à la séparation pour une
puissance électrique de 45 W. Sur une configuration quasi-similaire, Morris et al. [127] mesurent des
changements significatifs sur les profils de vitesse dans le sillage des aubes, notamment en utilisant
une action instationnaire. Les études sur cette configuration ont été poursuivies par Douville et al.
[128] et Van Ness et al. [129]. Récemment, Van Ness et al. [130] ont même réalisé des mesures de
vitesse par PIV stéréoscopique sur une aube de turbine. Les auteurs présentent les gains obtenus par
l’actionneur DBD, pour des Reynolds allant jusqu’à 100 000.
L’ensemble des travaux portant sur le contrôle d’écoulement par plasma sur la région bassepression
des aubes de turbines est résumé dans deux rapports techniques de la NASA ([131] et [132]).
La figure 4.21 présente un résultat significatif de contrôle par plasma sur une aube de turbine bassepression.
En l’absence d’action, un bulbe de séparation (courbe en pointillé rouge) est présent sur
l’extrados de l’aube. Lorsque que l’actionneur est enclenché, la taille bulbe est diminué de 60%
(courbe en pointillé bleu).
Figure 4.21. Profils de couche limite une aube de turbine PakB avec et sans action à Re= 50 × 10 3 , d’après [131].
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