Contrôle actif d'un écoulement d'air par un plasma froid surfacique

Active air flow control by a surface non-thermal plasma

• Auteur / Autrice : Luc Léger
• Direction : Éric Moreau, Gérard Touchard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effet couronne

Couche limite -- Contrôle

Actionneurs

Électrofluidodynamique

Résumé

L'actionneur "électroaérodynamique" injecte de l'énergie dans une couche limite pour en modifier ses propriétés à l'aide d'une décharge électrique de type couronne. Le "vent ionique " induit est utilisé pour modifier la vitesse de l'écoulement le long de l'obstacle. Cette méthode active de contrôle des écoulements convertit l'énergie électrique en énergie cinétique, sans partie mécanique mobile. Ce plasma froid surfacique est obtenu avec un champ électrique d'environ 800 kV/m et une densité de courant d'environ 1. 5 mA/m. La configuration d'électrodes constituée par deux fils placés à l'intérieur de rainures à la surface de la paroi s'est révélé la plus appropriée pour obtenir une décharge efficace. L'étude de ses capacités sur une couche limite turbulente a montré la création d'un vent ionique proche de la paroi, entraînant une modification importante de ses propriétés. La possibilité de recoller un écoulement ainsi que l'effet sur une couche de mélange ont été observés.

The " electroaerodynamic " actuator consists in injecting energy inside the boundary layer in order to modify its properties with a corona type electrical discharge. The induced "ionic wind" is used tomodify velocity profile at close vicinity of the wall. This active flow control process directly converts electric energy into kinetic energy, without moving mechanical part. This cold plasma is obtained with a mean electric field of about 800 kV/m and a current density of about 1. 5 mA/m. Two wires flush mounted inside a groove on the surface of the plate is the better electrode configuration to obtain an efficient discharge. The study of its capacities on a turbulent boundary layer showed creation of ionic wind at close vicinity of the wall. This induces an increase of velocity inside the boundary layer, which modify its properties. The ability to reattach airflow, to control eddies created downstream the profile by pulsed discharge, and the effect on a mixing layer have been analysed.