Thèse soutenue

Impact du chargement alaire sur les propriétés et la dynamique des tourbillons de sillage, une analyse en bassin hydrodynamique

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Auteur / Autrice : Rolando Cruz Marquez
Direction : Patrick Dupont
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
Date : Soutenance le 21/12/2023
Etablissement(s) : Centrale Lille Institut
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides de Lille - Kampé de Fériet - Laboratoire de mécanique des fluides de Lille
Jury : Président / Présidente : Henda Djeridi
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Dupont, Ivan Delbende, Thomas Leweke, Marie Couliou, Jean-Philippe Laval, Vincent Brion, Geoffrey Tanguy
Rapporteurs / Rapporteuses : Ivan Delbende, Thomas Leweke

Résumé

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L’impact des modifications dans la géométrie d’une aile sur ladynamique des tourbillons marginaux est étudié à l’aide d’expériences en bassin hydrody-namique. L’objectif est de comprendre si la dangerosité des tourbillons marginaux peut êtreréduite grâce à une conception intelligente des ailes. L’aile de référence est rectangulaire,l’effet des variations de la charge alaire est ensuite examiné, notamment à travers les casd’une configuration hypersustentée, des perturbations du bord de fuite et des ailes générantplusieurs tourbillons. Des mesures Stereo PIV suivent le développement du sillage tour-billonnaire depuis la phase de formation jusqu’à 300 envergures en aval. Le nombre deReynolds moyen basé sur la corde est de Rec = 105.Les propriétés des tourbillons sont analysées pour en dégager une interprétation physique.Les modifications du bord de fuite entraînent des tourbillons marginaux élargis tout enmaintenant une circulation constante. Les configurations hypersustentées, générant despaires de tourbillons co-rotatifs, présentent un phénomène de fusion puis un effet diffusifsur le coeur du tourbillon fusionné par rapport à la configuration de référence. Ici, uneaugmentation de la circulation de jusqu’à 20% est observée en raison de la proximité destourbillons. En revanche, les configurations avec des tourbillons contra-rotatifs montrent unprocessus de diffusion visqueuse, réduisant la circulation du tourbillon marginal.Dans l’ensemble, ce travail démontre que la charge alaire a un impact significatif sur laposition spécifique, la force et la taille des tourbillons dans le sillage.