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Article Dans Une Revue Sensors and Actuators A: Physical Année : 2019

High frequency characterization of a sweeping jet actuator

Charactérisation à haute fréquence d'un jet balayant

Résumé

Sweeping jets are an emerging type of actuators that have gained interest due to their potential use in flow control applications. The working principle of these devices is based on the bi-stable attachment of a jet to adjacent walls. They are able to produce unsteady blowing within a wide range of operating frequencies. Nevertheless, the state of art shows a lack of space-time characterization of these actuators for high sweeping frequencies. This paper resents a conditional approach that reconstructs the spatial dynamic response of sweeping jets for sweeping frequencies above 500 Hz. The time-dependent velocity is measured with two single-hot-wire sensors: a reference one placed at the edge of the exit nozzle, and a flying one. The method is then tested to characterize the flow at the exit nozzle of an in-house sweeping jet actuator with 1mm space resolution, and 50 µs time resolution. These measurements are performed with a sweeping frequency of 639 Hz. Overall this paper demonstrates that the conditional approach is very useful for understanding the physics of flow control actuators.
Les jets balayants sont des actionneurs fluidiques en pleine extension dans le domaine du contrôle actif des écoulements de par leur large gamme de fréquences et de vitesses. Ils se basent sur le phénomène de bi-stabilité de détachement de l'écoulement sur les parois interne de l'actionneur. Cependant la littérature montre une faiblesse pour la caractérisation expérimentale à haute fréquence de l'écoulement en sortie d'actionneur. Ce papier présente une méthode de reconstruction résolue en espace et en temps, basée sur une approche conditionnelle permettant de reconstruire l'écoulement pour des fréquence de balayage supérieures à 500Hz. Les signaux de vitesse résolus en temps sont mesurés à l'aide de deux fils chauds : un fixe pour le signal de synchronisation et un mobile, se déplaçant sur un maillage de finesse 1mm. Cette méthode est ensuite appliquée à un actionneur de jet balayant fonctionnant a une fréquence de 639Hz, avec un signal de vitesse de résolution temporelle de 50 micro secondes. Ce papier démontre ainsi que l'approche conditionnelle peut être utilisable pour comprendre la physique des écoulements en sortie d'actionneurs fluidiques.
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Dates et versions

hal-02296338 , version 1 (25-09-2019)

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Citer

Célestin Ott, Quentin Gallas, Jérôme Delva, Marc Lippert, Laurent Keirsbulck. High frequency characterization of a sweeping jet actuator. Sensors and Actuators A: Physical , 2019, 291, pp.39-47. ⟨10.1016/j.sna.2019.03.034⟩. ⟨hal-02296338⟩
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