Caractérisation expérimentale et numérique des mécanismes tourbillonnaires de génération de portance sur une aile en mouvement couplé de battement et tangage

Résumé : A bas nombre de Reynolds, le concept de voilure battante apparaît comme une alternative auxconcepts conventionnels de voilure fixe et voilure tournante. Dans le cadre d’une applicationpratique (micro-drones ou MAVs), l’évaluation de l’adaptabilité d’un tel mode de sustentationrequiert la compréhension fine des principaux mécanismes aérodynamiques mis en jeu et de leurimpact sur les efforts résultants. Ces derniers se caractérisent par une instationnarité forte et descomportements complexes.Les travaux de cette thèse se concentrent sur l'étude du mouvement de vol battu à bas Reynolds (del'ordre de 1000), dans une configuration de vol stationnaire. Le modèle est constitué d’une ailerectangulaire à profil symétrique animé d’un mouvement couplé de battement et de tangage. Cemode de sustentation se caractérise par la génération à proximité de l'aile de structurestourbillonnaires plus ou moins persistantes influant fortement les efforts appliqués à l’aile.L'objectif consiste à analyser l'évolution des mécanismes instationnaires et des efforts en résultant.L'étude porte en particulier sur une analyse approfondie d'un cas de référence, comparé ensuite àd'autre résultats lors d'une étude paramétrique portant sur l’influences de l'allongement d'une part, etde la cinématique du mouvement d'autre part.Les moyens d’investigations adoptés pour mener cette étude sont à la fois numériques etexpérimentaux, L’analyse repose d’une part sur une approche numérique DNS utilisant unetechnique de maillage « chimère », et d’autre part sur des mesures en bassin de type PIV 3D-3Crésolues en temps. La mesure directe des efforts instationnaires de faible niveau étant difficilementenvisageable, une part importante du travail a consisté à adapter une méthode d’évaluation desefforts par bilan de quantité de mouvement à partir des champs de vitesse PIV résolus en temps. Lespoints durs de cette approche, en particulier l’évaluation de la pression à partir des champs devitesse, font l’objet d’une attention particulière.
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Thèse
Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. Français. 〈NNT : 2013ESMA0011〉
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Soumis le : mercredi 13 novembre 2013 - 17:24:11
Dernière modification le : jeudi 14 février 2019 - 11:32:05
Document(s) archivé(s) le : vendredi 14 février 2014 - 11:55:14

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Thibaut Tronchin. Caractérisation expérimentale et numérique des mécanismes tourbillonnaires de génération de portance sur une aile en mouvement couplé de battement et tangage. Autre. ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. Français. 〈NNT : 2013ESMA0011〉. 〈tel-00904118〉

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