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

Application au contrôle
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(a) (b)
Figure 6.16. Modification des coefficients aérodynamiques par activation de l’actionneur plasma en mode
continu ou pulsé (rapport cyclique de 0,5). Polaires obtenues à 20 m/s (R e≈ 250000) à l’incidence de 16°.
6.3.2. Influence du rapport cyclique
L’influence de la variation du rapport cyclique de l’actionneur plasma sur les performances
aérodynamiques de la maquette d’aile est détaillée dans cette partie. Pour cela, nous avons modifié le
temps d’ouverture T0 du signal modulant faisant ainsi varier le rapport cyclique (voir paragraphe
5.3.3b). La fréquence de pulse est fixée à fp= 100 Hz (soit F+= 1), et la gamme de rapport cyclique (rc)
testée est comprise entre 0.05 et 0.8.
Pour de plus amples détails, nous présentons les cas où fp= 50 et 75 Hz en annexe A9.
La Figures 6.17 présente l'évolution des coefficients aérodynamiques du NACA 0015-Eiffel à
l’incidence de 16° en absence d’action et lorsque la décharge fonctionne en mode pulsée ou non (à
V= 18 kV et f= 1 kHz). Dans une gamme de rapport cyclique comprise entre 0.6 et 0.8, la mise en
action instationnaire a quasiment le même effet qu’une action continue de l’actionneur DBD sur la
portance (Figure 6.17a). Le gain en portance est de l’ordre de 50% en moyenne dans les deux cas par
rapport à l’absence d’action. Mais la consommation spécifique de l’actionneur plasma est diminuée de
40% (à rc= 0.6) ce qui amène la puissance électrique à P= 0.24 W/cm.
A contrario, la mise en action instationnaire semble plus efficace que le mode continu lorsque le
rapport cyclique est compris entre 0.1 et 0.5. L’écart de performances entre les deux modes d’action
atteint tout de même près de 15% en moyenne sur la portance avec un pic à rc= 0.5 où le gain vaut
cette fois 25%. Ce résultat est intéressant d’un point de vue énergétique car avec un rapport cyclique
de 0.1, la puissance électrique consommée par l’actionneur est réduite de 90%. Dans ce cas, la
puissance passe de P= 0.8 W/cm (en continu) à P= 0.08 W/cm.
Les pesées de la Figure 6.17b donne l’évolution du coefficient de traînée Cd en fonction de
l’incidence et des modes de fonctionnement continu et instationnaire de la décharge. Contrairement à
la portance, l’actionnaire DBD en mode pulsé a cette fois-ci une plage d’efficacité optimale compris
entre rc= 0.35 et 0.6. De plus, il semble qu’il y ait un pic de performance pour rc= 0.5 car dans ce cas,
la réduction de traînée atteint 25%.
Néanmoins, on peut obtenir un effet similaire avec un rapport cyclique de 10% par rapport au cas
continu. Ce qui tend à réduire de près de 90% la consommation de la décharge.