Evolution et contrôle de la couche limite dans le cas de profils NACA

Abstract

Le décollement de la couche limite à l’extrados des profils NACA engendre la chute de leurs performances aérodynamiques accompagnée de vibrations et de nuisances sonores. Le contrôle passif par le biais de Générateurs de Tourbillons contra-rotatifs (VGs) est la solution la plus simple et la moins couteuse qui permet de retarder, voire même éliminer la séparation du fluide de la paroi. Le travail effectué dans le cadre de cette thèse concerne l’optimisation de différentes géométries de Générateurs de Tourbillons destinées à l’amélioration des coefficients aérodynamiques de profils NACA. Plusieurs configurations de VGs ont été étudiées en soufflerie en tenant compte de la variation de leurs différents paramètres géométriques tels que la hauteur, l’espacement, l’angle d’ouverture, l’angle d’apex et l’inclinaison relative s’agissant de la forme en aile Delta ainsi que l’influence de leur position le long de la corde du profil. Cette étude paramétrique a révélé l’efficacité de trois configurations optimales de VGs : la configuration de Lin modifiée, la configuration originale en aile Delta ainsi que la configuration en "V" destinée à la réduction de la traînée. Les principaux résultats obtenus par le moyen de ces VGs permettent d’atteindre des gains de portance de 27% ainsi qu’une réduction de traînée avoisinant les 30%. La confrontation des résultats issus de l’approche numérique 3D-RANS avec leurs homologues mesurés expérimentalement a montré une bonne concordance. Les résultats de l’étude numérique ont aussi permis de quantifier la vorticité de l’écoulement contrôlé autour du profil.