RÉSULTATS AVEC JET SOUS STARCCM+



L'efficacité du contrôle actif du recollement de couche limite à l'aide d'un jet synthétique dépend de beaucoup de paramètres tels que l'angle d'inclinaison du jet, la vitesse de soufflage, la fréquence de soufflage ainsi que la position de l’actuateur. Le changement de code de calcul nous ayant fait perdre beaucoup de temps lors des six semaines de BEI, nous n'avons pas pu étudier en profondeur l'influence de chaque paramètre ni réaliser une étude complète sur une large gamme d’incidences. Il faut également rappeler que chaque simulation nécessite plus d’une dizaine d’heures. 
 
Nous avons donc uniquement étudié diverses valeurs pour les paramètres vitesse et fréquence à une incidence post-décrochage de 14°.  Nous donnerons uniquement les valeurs des paramètres adimensionnels définis au début de ce rapport. Notre étude n’étant pas exhaustive nous nous contenterons de vérifier l’efficacité du contrôle par jet synthétique ainsi que de définir des tendances en matière d’optimisation.



Maillage et Définition du Jet

Le maillage utilisé est similaire à celui utilisé précédemment à l’exception de la zone proche du jet afin de pouvoir conserver les bénéfices de la validation du modèle. Le jet est représenté par une surface de 2mm·2cm sur l’extrados située à 12% de la corde en partant du bord d’attaque.

Le jet est définit comme une condition aux limites velocity inlet. Nous avons retranscrit les oscillations du jet avec une simple fonction trigonométrique.





Efficacité du Contrôle

L’efficacité du contrôle est mesurée en terme de gain en coefficient de portance. Toutes les simulations réalisées étant instationnaires nous avons utilisés des courbes présentant la valeur du coefficient en fonction du nombre d’itérations. Cela correspond à un tracé en fonction du temps. Il subsiste de légères perturbations sur les courbes dues à la convergence de chaque pas de temps, elles ne sont cependant pas génantes pour notre études.

Dans un premier temps nous avons effectué des simulations sur un cas test que nous avons définit d’après la bibliographie. Ce cas correspond à une incidence de 14° avec VR=1 et 
F+=0,44. Le but était de mettre en lumière l’effet positif de l’utilisation du jet synthétique.



On obtient une portance qui oscille à la fréquence de forçage imposée par le jet ce qui semble logique. Cette courbe nous permet de réaliser une moyenne qui servira de valeur de comparaison avec les coefficients de portance non actionnés. La moyenne obtenue dans ce cas précis est de 0,813 ce qui représente un gain de 10% par rapport à la valeur du coefficient non actionné. Il semble donc que le contrôle soit relativement efficace.




En matière de traînée les résultats sont plus contrastés puisqu’on observe uniquement une diminution de 0,4% de la traînée.


Une simulation à 16° avec les mêmes paramètres montre également un gain en portance de 11%. On ne peut affirmer que l’efficacité du contrôle est valable sur une large gamme d’incidence post-décrochage mais ces résultats sont très encourageants. Il serait cependant intéressant de compléter notre étude en simulant des incidences plus élevées.



Optimisation & Tendances

Après avoir démontré l’efficacité du contrôle actif nous avons essayé d’identifier des tendances pouvant mener à l’optimisation de ce contrôle. Pour ce faire nous avons réalisé des simulations en faisant varier les paramètres VR et F+ pour cette même incidence de 14°.



En excluant la dernière simulation qui donne des résultats trop intéressant pour ne pas être discutables et mériter un approfondissement, les meilleurs paramètres en terme de gain en portance sont  VR=1 et F+=0,44, c’était attendu puisque nous avions sélectionné des valeurs proches de celles qualifiées d’optimales dans certaines publications. En doublant la fréquence de fonctionnement du jet le gain en portance est moindre mais on observe une nette diminution de la traînée (6%) ce qui est également très intéressant. La diminution de la vitesse du jet (VR =0,75) ne semble pas être judicieuse car le gain en portance diminue et la traînée augmente légèrement ce qui est à éviter.



                                                                         SOMMAIRE                                                                        
IntroductionPhysiqueConditions de SimulationFLUENTMise en Place des SimulationsSTARCCM+ sans jet - STARCCM+ avec jet -  Conclusion