Mesure, caractérisation et prédiction du décollement mobile dans un écoulement de jet impactant une plaque plane

 

Jérôme Vétel

École Polytechnique de Montréal

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme établissement de nouveaux chercheurs-universitaires

Concours 2014-2015

Le décollement des couches limites engendre une perte de performance de nombreux systèmes, en particulier en aérodynamique externe (ailes, pales d'éoliennes) et interne (aubes des compresseurs et turbines, tuyères). Il incombe donc de le détecter avant de pouvoir le contrôler, ce qui est actuellement possible uniquement si l'écoulement est stationnaire, une condition rarement rencontrée en pratique. Des théories récentes semblent cependant avoir résolu ce problème en instationnaire, mais nécessitent des données encore trop complexes à acquérir avec les moyens techniques disponibles à l'heure actuelle.

Ce projet de recherche se veut un premier pas vers une exploration de ces outils théoriques modernes en se plaçant dans des conditions plus propices à la prise de mesure. Le choix s'est porté sur la configuration d'un jet, forcé acoustiquement, qui impacte une plaque plane positionnée perpendiculairement. La couche limite qui s'y développe présente un décollement qui se déplace en s'éloignant du centre du jet et qui réapparaît périodiquement. Une base de données pourra être générée à partir d'une reconstruction en espace et en temps des données de champs (vitesse de l'écoulement), et des données de paroi (pression).

Cette base de données permettra de mieux comprendre la physique du décollement instationnaire, puis d'identifier un critère de détection. Un aspect pertinent du projet est qu'à terme les données de champs ne seront plus nécessaires pour détecter le décollement, qui sera capturé uniquement à partir de mesures de paroi (pression et frottement), ouvrant ainsi la voie à de nombreuses applications industrielles.