Caractérisation de l'écoulement de sillage proche d'un corps de Ahmed à culot droit
Résumé
L’écoulement autour d’une automobile est turbulent, instationnaire et tridimensionnel. Il est caractérisé par des décollements et par l’émission de tourbillons provenant en grande partie de l’arrière de la voiture. La réduction de traînée aérodynamique passe par une meilleure compréhension de ces phénomènes. Depuis 1984, le corps de Ahmed est devenue une géométrie de référence en aérodynamique automobile grâce notamment à sa lunette arrière dont l’inclinaison variable permet de reproduire l’écoulement de sillage des principales formes de véhicules. De nos jours, l’augmentation du nombre de monospaces et de véhicules utilitaires pousse les constructeurs automobiles et les chercheurs à s’intéresser aux configurations de type culot droit. Cet article présente les résultats d’une étude expérimentale et de simulations numériques de l’écoulement autour d’un corps de Ahmed à l’échelle 0,7. Notre travail de recherche se concentre sur la zone de recirculation du sillage proche de la maquette. La caractérisation de l’écoulement est réalisée avec des sondes anémométriques à fil chaud, des capteurs de pression et de la Vélocimétrie par Image de Particules. Les simulations numériques sont faites sur un maillage structuré avec le code de calcul volume fini elsA de l’ONERA. L’analyse spectrale des mesures instationnaires révèle la présence d’une activité basse fréquence sur le culot de la maquette et dans le sillage proche. Une reconstruction tridimensionnelle de l’écoulement et une décomposition en mode propre de l’écoulement ont été réalisées à partir des acquisitions PIV. Ces résultats complétés par la simulation numérique permettent d’identifier les mécanismes responsables de l’émission des tourbillons dans le sillage d’un corps de Ahmed à culot droit. La caractérisation instationnaire, complétée par celle de l’écoulement moyen, sera utilisée pour paramétrer et réaliser un contrôle par jet synthétique pour réduire la traînée.
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