4.5. Interaction entre profils pour un calage de l’empennage non nul
4.5.2. Calage de l’empennage négatif
− → U /U∞, d) déflexion ε.
4.5.2. Calage de l’empennage négatif
Cette partie a pour objectif de quantifier l’influence du calage du profil aval sur l’écoulement, pour la configuration `x = 3c , `z = c et un angle de calage du profil négatif iT = −6.4°.
4.5.2.1. Champ moyen
Pour α = 0°, le champ de vitesse n’est que très peu modifié par rapport à un calage nul (figure4.38). Une accélération de l’écoulement sur l’intrados du profil aval, due à la mise en incidence négative de ce dernier, est peut être présente mais n’est pas identifiée du fait du masquage de cette zone de l’écoulement.
Pour α = 15°, la dynamique de l’écoulement est semblable au cas de calage nul, avec un décollement plus faible sur le profil aval qui ne subit qu’une incidence αT = 8.6° du fait de son calage négatif (4.40).
4.5 Interaction entre profils pour un calage de l’empennage non nul
(a) (b)
Figure 4.39. – Évolution transversale des moments d’ordre 1 en aval des profils amont et aval pour `x = 3c, `z = c et iT = −6.4◦ pour Re = 56090 et un angle d’incidence α = 0° : a) vitesse axiale ¯Ux/U∞ en aval de la voilure, b) vitesse transversale ¯Uz/U∞en aval de la voilure, c) vitesse axiale Ux/U∞ en aval du plan, b) vitesse transversale Uz/U∞ en aval du plan.
De même, pour α = 30°, le décollement sur le profil aval est plus faible que pour un calage nul (figure 4.42).
4.5.2.2. Écarts-types et covariance des fluctuations de vitesse
Les écarts-types et la covariance des fluctuations de vitesse ne présentent pas de modification sensible à l’exception de l’écoulement au voisinage du profil aval qui est marqué par des niveaux légèrement inférieurs au cas du calage nul pour α = 0° et α = 15°, principalement en aval du voisinage du bord de fuite.
4.5.3. Conclusion
La variation du calage du profil aval, pour la configuration `x = 3c et `z = c, n’a que peu d’influence sur l’écoulement global, à l’exception de l’augmentation du décollement du plan à forte incidence pour iT = 5.5°. Cet effet se traduit par un élargissement du sillage et des niveaux de turbulence en aval du plan pour cette configuration. Pour un calage négatif iT = −6.4°, le décollement du plan est cette fois retardé, ce qui se traduit par un sillage moins large et des niveaux de turbulence moins élevés que pour un calage nul.
(a) (b)
(c) (d)
Figure 4.40. – Moments d’ordre 1 pour la configuration des profils en interaction avec `x = 3c, `z = c et iT = −6.4° pour un nombre de Reynolds de 56090 et un angle d’incidence α = 15° : a) vitesse axiale ¯Ux/U∞, b) vitesse transversale ¯Uz/U∞, c) module de la vitesse
− → U /U∞, d) déflexion ε.
4.5 Interaction entre profils pour un calage de l’empennage non nul
(a) (b)
Figure 4.41. – Évolution transversale des moments d’ordre 1 en aval des profils amont et aval pour `x = 3c, `z = c et iT = −6.4◦ pour Re = 56090 et un angle d’incidence α = 15° : a) vitesse axiale ¯Ux/U∞en aval de la voilure, b) vitesse transversale ¯Uz/U∞en aval de la voilure, c) vitesse axiale Ux/U∞ en aval du plan, b) vitesse transversale Uz/U∞ en aval du plan.
(a) (b)
(c) (d)
Figure 4.42. – Moments d’ordre 1 pour la configuration des profils en interaction avec `x = 3c, `z = c et iT = −6.4° pour un nombre de Reynolds de 56090 et un angle d’incidence α = 30◦ : a) vitesse axiale ¯Ux/U∞, b) vitesse transversale ¯Uz/U∞, c) module de la vitesse
− → U /U∞, d) déflexion ε.
4.5 Interaction entre profils pour un calage de l’empennage non nul
(a) (b)
Figure 4.43. – Évolution transversale des moments d’ordre 1 en aval des profils amont et aval pour `x = 3c, `z = c et iT = −6.4◦ pour Re = 56090 et un angle d’incidence α = 30◦ : a) vitesse axiale ¯Ux/U∞ en aval de la voilure, b) vitesse transversale ¯Uz/U∞en aval de la voilure, c) vitesse axiale Ux/U∞ en aval du plan, b) vitesse transversale Uz/U∞ en aval du plan.
T
°
4.6.1.1. Champ moyen
Pour `x = 2c , `z = 0.5c et iT = −0.7°, le champ moyen de vitesse (figure 4.44) ne présente pas de modification notable pour α = 0° par rapport à la configuration de base `x = 3c , `z = c et iT = −0.4°. Les deux sillages sont clairement dissociés et n’interagissent pas entre eux. Nous observons la même dynamique d’écoulement entre les profils au facteur d’échelle près (cT = cW/2). Malgré la faible valeur de l’espacement vertical (`z = 0.5c), il n’y a pas d’itérations transversale entre les deux sillages. Les niveaux des déficits de vitesse de chacun des sillages sont comparables (figure4.45a), ce qui est dû au fait que le profil amont génère un déficit de vitesse plus important que le profil aval, mais peut se dissiper plus rapidement du fait de sa position.
Pour α = 15°, la dynamique de l’écoulement est modifiée en particulier dans la zone d’interaction due à la réduction de la distance `x = 2c entre les profils amont et aval (figure 4.46). De ce fait, l’écoulement en amont du profil aval présente un plus grand déficit de pression dynamique (figure4.46c) ainsi qu’une déflexion moyenne de l’écoule-ment ε > 15° (figure 4.46d). L’amplitude du déficit de vitesse axiale et l’amplitude de la vitesse transversale en aval du plan sont plus marqués par rapport au cas d’incidence nulle (figure 4.47) mais comparable au cas de référence `x = 3c , `z = c, iT = −0.4°.
Pour α = 30◦, la proximité du profil aval `z = 0.5c empêche le développement nor-mal du sillage du profil amont (figure4.46) qui est plus court d’environ une corde par rapport au cas de référence. Ce constat est la preuve de l’existance d’un effet potentiel remontant. Quant au profil aval, on observe un déficit de vitesse axiale sur l’extrados plus important par rapport à la configuration de référence. De plus, nous notons la présence d’un jet résultant de l’intervalle entre les deux profils et dû à la proximité des couches de cisaillement de bord de fuite de la voilure et de bord d’attaque du plan (figures4.48a et4.48b). L’amplitude du déficit de vitesse axiale et l’amplitude de la vi-tesse transversale en aval du plan sont comparables au cas de référence `x = 3c, `z = c, iT = −0.4°. Nous remarquons également une atténuation de la trace du sillage du profil amont (0 ≤ z/c ≤ 0.5) dans le sillage du profil aval, ce qui corrobore les observations précédentes.
4.6.1.2. Écart-types et covariance des fluctuations de vitesse.
La figure 4.50présente les champs des moments d’ordre 2 adimensionnés par rapport à l’écoulement incident pour les deux profils et un angle d’incidence de 0°. Comme dans
4.6 Interaction en fonction de la distance entre les profils pour un calage du profil aval