Caractérisation et contrôle du phénomène de tremblement en régime turbulent

Auteurs: 

J. Dandois, P. Molton, A. Lepage, A. Geeraert, V. Brunet, J.-B. Dor, E. Coustols (Onera)

L’objectif de cet article est de présenter un résumé des activités réalisées à l’ONERA ces dix dernières années sur la caractérisation et le contrôle du tremblement. En effet, cette instabilité aérodynamique induit de fortes oscillations de pression à la paroi et par conséquent limite l’enveloppe de vol des avions. Il est donc intéressant de comprendre l’origine de cette instabilité et ensuite d’essayer de retarder son apparition afin d’améliorer les performances aérodynamiques des avions d’une part et d’offrir plus de souplesse durant la phase de conception d’un nouvel avion d’autre part. Dans une première partie, les résultats d’essais en soufflerie sur des maquettes 2D sont présentés afin d’expliquer le phénomène de tremblement 2D et aussi parce qu’il sert de cas de validation pour les simulations numériques. Puis, des résultats de différentes campagnes d’essai en soufflerie sur des configurations 3D sont présentés. Le phénomène de tremblement 3D, différent du 2D, est caractérisé grâce des distributions de pression pariétales stationnaires et instationnaires ainsi que grâce à des mesures LDV dans le champ. Pour retarder l’apparition du tremblement, différents moyens de contrôle des écoulements ont été investigués, qui sont soit passifs (générateur de tourbillons passifs ou VG), soit actifs (VG fluidiques, fente soufflant au bord de fuite à l’intrados (TED)). Il est démontré que les VGs passifs et fluidiques sont capables de repousser l’apparition du tremblement à des incidences plus élevées en supprimant le décollement en aval du choc. L’effet du TED fluidique est différent, le décollement n’est pas supprimé mais le chargement arrière de l’aile est augmenté et donc le tremblement n’est pas repoussé à des incidences plus élevées mais seulement à des coefficients de portance plus grand. Le contrôle en boucle fermée des VGs fluidiques a également été investigué dans le but d’adapter le débit aux conditions aérodynamiques afin de minimiser autant que possible celui-ci.

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