Méthodes de visualisation et de PIV appliquées à l'étude du décrochage dynamique profond et comparaison avec des résultats de simulation numérique

Visualization and PIV techniques for the investigation of the deep dynamic stall phenomenon and comparison with results of numerical simulation

• Auteur / Autrice : Philippe Wernert
• Direction : Daniel Favier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tourbillons (mécanique des fluides)

Vélocimétrie laser Doppler

Rotors (hélicoptères)

Résumé

Le champ de vitesses autour d'un profil naca 0012 en mouvement de tangage dans des conditions de decrochage dynamique profond a ete mesure, en ecoulement incompressible, a l'aide d'un systeme de piv (particle image velocimetry) photographique. Ces champs de vitesses 2d obtenus ont mis en evidence la structure interne complexe du tourbillon de decrochage dynamique et celle, non moins complexe, de l'ecoulement decolle dans la phase d'incidences decroissantes. La comparaison, a meme incidence, de champs de vitesses pris dans des cycles successifs d'oscillation, a montre le caractere non-reproductible du phenomene. A partir de ces champs de vitesses, une analyse quantitative des champs de vecteur-tourbillon, divergence 2d et taux de deformation a permis de preciser la structure de l'ecoulement. Ces resultats ont mis en evidence la necessite de determiner des champs de vitesses moyen et fluctuant en piv. Quelques idees concernant une telle decomposition champ moyen - champ fluctuant ont ete donnees a partir de resultats obtenus par anemometrie laser doppler (lda) sur un profil oscillant. Enfin, ces champs de vitesses ont ete compares a des images de visualisation par plan laser realisees dans les memes conditions. La comparaison avec des resultats de simulations numeriques issus de la litterature a permis de montrer que les principales phases du phenomene de decrochage dynamique etaient correctement predites, mais que des differences assez nettes entre calculs et mesures apparaissent au niveau des incidences instantanees du profil et de la complexite du processus de decrochage dynamique. Pour ameliorer les resultats numeriques, il semble necessaire de modeliser la geometrie de la soufflerie, d'integrer des modeles de transition laminaire-turbulent (phenomene important d'apres nos mesures de pression parietales en ecoulement stationnaire correspondant) et d'ameliorer le modele de turbulence utilise.