L’id´ee de cette sous-section consiste `a v´erifier que la strat´egie de contrˆole fluide utilis´ee sur ce dispo-sitif exp´erimental est capable de recoller compl`etement l’´ecoulement sur le volet braqu´e au maximum. Pour le v´erifier, on visualise l’´ecoulement non contrˆol´e d’une part, au braquage maximum δ = 37◦, puis contrˆol´e d’autre part, au mˆeme angle de braquage et avec un for¸cage continu appliqu´e `a l’´ecoulement. Le d´ebit massique inject´e dans l’´ecoulement via les actionneurs est qf = 20 g.s−1. Rappelons qu’il est constant au cours de l’essai car fix´e par le col sonique (voir le chapitre 2). La vitesse de l’´ecoulement est r´eduite `a 20 m.s−1 pour am´eliorer la qualit´e de la visualisation. Ainsi, le coefficient de quantit´e de mouvement est cµ= 5�. Notons qu’il est relativement ´elev´e si l’on compare aux valeurs couramment rencontr´ees dans la litt´erature pour le mˆeme type de dispositif (voir l’article de Becker et al.17 mais dans leur cas, la surface de r´ef´erence est celle de l’aile et du volet).
Variation de �cµ� pour un d´ebit d’alimentation qf constant 59
(a) cµ= 0� (b) cµ= 5�
Fig. 3-16 – Visualisations de l’´ecoulement (a) non contrˆol´e et (b) contrˆol´e par soufflage continu avec cµ= 5� (δ = 37◦; U∞= 20 m.s�1; qf= 20 g.s�1; Re = 1�6.106).
Comme attendu, le soufflage continu permet de supprimer totalement le d´ecollement qui est pr´esent sur l’ensemble du volet braqu´e dans le cas non contrˆol´e. La figure 3-17(a) pr´esente les distributions du coefficient de pression Cpdans le cas d’un ´ecoulement forc´e par soufflage continu `a cµ = 2� pour diff´erents braquages δ. La vitesse amont est U∞= 34�5 m.s−1.
(a) (b)
Fig. 3-17 – Distributions du coefficient de pression Cpdans le cas d’un ´ecoulement contrˆol´e par soufflage continu, (a) pour diff´erents angles de braquage avec cµ= 2� et (b) pour diff´erents cµ `a δ = 35◦ (U∞= 34�5 m.s�1;
Re = 3.106).
En comparant avec les r´esultats de la figure 3-1, on constate que le plateau de Cp n’apparaˆıt que pour un braquage strictement sup´erieur `a 30◦, ce qui signifie que l’´ecoulement reste attach´e sur le volet au moins jusqu’`a cet angle. Pour δ = 35◦, le d´ecollement est pr´esent de x/c = 0�466 jusqu’au bord de fuite. On note par ailleurs que les jets (continus) induisent un pic de Cp`a x/c = 0�148, visible aux angles de braquage 2 et 10◦, puis moins marqu´e aux angles suivants. La figure 3-17(b) pr´esente les distributions de Cp pour diff´erentes valeurs de cµ et pour un angle de braquage fix´e `a 35◦. Partant d’une situation o`u l’´ecoulement est naturellement d´ecoll´e sur l’ensemble du volet lorsque cµ = 0�, l’augmentation du coefficient de quantit´e de mouvement permet de r´eduire petit `a petit l’amplitude du plateau de Cp, autrement dit la taille de la zone de recirculation est progressivement r´eduite. Comme on l’a constat´e sur la figure 3-17(a), le soufflage continu `a cµ = 2� n’est pas en mesure de recoller compl`etement l’´ecoulement lorsque le volet est braqu´e au-del`a de 30◦, et a fortiori `a 35◦. Afin
60 Contrˆole du d´ecollement par adaptation du �cµ�
de synth´etiser les r´esultats de la figure 3-17, le coefficient de portance est estim´e6par la relation (3-2). Le coefficient de portance estim´e CL∗ est trac´e en fonction de l’angle de braquage δ pour diff´erentes valeurs de cµ sur la figure 3-18. On rappelle que ces r´esultats sont obtenus avec une vitesse amont de 34�5 m.s−1.
Fig. 3-18 – ´Evolution de l’estimation C∗
L du coefficient de portance en fonction du braquage δ avec soufflage continu pour diff´erents coefficients de quantit´e de mouvement cµ(U∞= 34�5 m.s�1; Re = 3.106).
Lorsque le for¸cage n’est pas activ´e (cµ = 0�), on reconnaˆıt l’´evolution typique du coefficient de portance d´ej`a observ´ee sur la figure 3-2, mais pour une vitesse plus faible de 24�5 m.s−1. Au passage, on constate que le changement de vitesse n’a pas d’impact important sur cette ´evolution, toujours caract´eris´ee par les 3 zones d´ecrites en sous-section 3.1.1. Le for¸cage continu de l’´ecoulement provoque une augmentation du C∗
Lpour les angles de braquage compris entre 2 et 16◦(i.e. dans la zone (I) d’apr`es la nomenclature pr´ec´edemment d´ecrite), d’autant plus forte que le cµ est grand. Le d´ecrochage, qui se produit `a environ 18◦ dans le cas non contrˆol´e, est lui d’autant plus repouss´e vers des braquages plus ´elev´es que le cµ est grand. Dans les cas avec for¸cage continu, une fois le d´ecrochage pass´e, la courbe d’´evolution de CL∗ rattrape celle du cas sans contrˆole et reste confondue avec elle jusqu’au braquage maximum atteint lors de l’essai, `a savoir 35◦. Il apparaˆıt qu’il n’y a plus de diff´erence entre le cas avec for¸cage et le cas sans apr`es le d´ecrochage. L’´ecoulement post-d´ecrochage est donc enti`erement d´ecoll´e, quelle que soit la valeur du cµ, ce qui signifie que la quantit´e de mouvement inject´ee en continu dans l’´ecoulement n’a plus d’effet. Comme on va le voir plus tard, ce n’est pas le cas d’une injection p´eriodique. Dans le cas o`u cµ = 2�, le braquage maximum n’est pas assez ´elev´e pour voir la courbe de C∗
L rattraper celle du cas sans contrˆole.
Ainsi, `a l’instar d’un profil sans volet, la portance d’une configuration hypersustent´ee sans fente `a incidence nulle mais volet braqu´e est globalement augment´ee grˆace au for¸cage continu et l’apparition du d´ecrochage est retard´ee. Finalement, le tableau 3-18 r´epertorie les angles de braquage d´etermin´es graphiquement `a partir du graphe de la figure 3-18 pour diff´erentes valeurs du coefficient de quantit´e de mouvement cµ. Des r´esultats obtenus avec des valeurs de cµ non repr´esent´ees sur la figure 3-18 sont ´egalement indiqu´es.
cµ 0�0� 0�4� 0�6� 0�7� 1�1� 1�7� 2�0� δstall 18◦ 26◦ 28◦ 28◦ 30◦ 32◦ > 35◦
Tab. 3-18 – Tableau des angles de d´ecrochage d´etermin´es graphiquement pour diff´erentes valeurs de cµ
(U∞= 34�5 m.s�1).
Variation de �cµ� pour un d´ebit d’alimentation qf constant 61
3.2.2 Passage du soufflage continu au soufflage puls´e et effet d’une variation