Contribution expérimentale au contrôle d'écoulement d'un corps épais par jets synthétiques : application à l'aérodynamique automobile

• Auteur / Autrice : Nabil Tounsi
• Direction : Larbi Labraga, Samir Hanchi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 20/12/2012
• Etablissement(s) : Valenciennes en cotutelle avec École Militaire Polytechnique (Alger)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de thermique, écoulement, mécanique, matériaux, mise en forme, production (Valenciennes, Nord ; 2010-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Pôle de recherche et d'enseignement supérieur (PRES) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013)
• Jury : Président / Présidente : Ahcène Bouabdallah
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Larbi Labraga, Samir Hanchi, Lucien Baldas, Zoubir Nemouchi, Amer Chpoun, Laurent Keirsbulck
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lucien Baldas, Zoubir Nemouchi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Air -- Qualité

Décollement des écoulements

Automobiles -- Aérodynamique

Gaz à effet de serre -- Réduction

Mots clés libres

Corps de Ahmed

Contrôle des décollements

Jets synthétiques

Ahmed Body

Separation control

Synthetic jet

Résumé

Aujourd’hui, la politique européenne incite les industriels de l’automobile à concevoir des véhicules “propres”, ainsi des normes de plus en plus contraignantes visant notamment à réduire les émissions de gaz à effet de serre ont vu le jour. Les ingénieurs sont donc amenés à envisager des solutions innovantes basées sur le contrôle des écoulements, en particulier celui des décollements puisqu’ils ont généralement des effets délétères sur les performances aérodynamiques. En effet, les phénomènes de décollement, inhérent aux corps épais, sont à l’origine de l’augmentation de la traînée et par conséquent de la consommation de carburant. Les travaux présentés dans ce mémoire sont dédiés au contrôle d’écoulement en vue de la réduction de traînée sur un modèle générique de véhicule automobile appelé “Corps de Ahmed” par une combinaison d’actionneur de type jets ynthétiques. Le mémoire s’articule autour de deux axes principaux. Le premier a permis la caractérisation d’actionneurs de type jets synthétiques, les fréquences et amplitudes optimales au regard de différents critères ont ainsi été identifiées et analysées. Le second a été consacré à étudier la réponse des structures décollés à des perturbations périodiques localisées afin de poursuivre la compréhension de la physique impliquée dans le contrôle de la traînée aérodynamique.

Nowadays, the car manufacturers are forced by the european policy to follow more and more strict rules concerning the design of “clean” automotives, in order to reduce the gas emissions responsible for the greenhouse effect. The engineers have to consider innovative solutions based on flow control, particularly for flow separation which generally has deleterious effects on aerodynamic performance. Indeed, the separation phenomena, inherent to the bluff bodies, are at the origin of thedrag increase and consequently of the fuel consumption. The work presented in this thesis is dedicated to combinated flow separation control from simplified hatchback geometry (Ahmed body) by a synthetic jet. The thesis focuses on two main axes. The first axis has allowed the characterization of synthetic jets actuators, the frequencies and the optimal amplitudes with regard to various criteria were so identified and analyzed. The second axis was dedicated to study the separation flow structures response from local periodic disturbances in order to pursuing the physics knowledge involved in the aerodynamic drag control.