An experimental study of trailing vortex dynamics on cruise and high-lift wing configurations - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

An experimental study of trailing vortex dynamics on cruise and high-lift wing configurations

Étude expérimentale de la dynamique des tourbillons de sillage en vol de croisière et hypersustenté

Résumé

Des expériences au canal hydrodynamique de l'ONERA Lille sont conduites pour étudier l'effet de la loi de charge sur l'évolution des tourbillons de sillage. Dans le cadre de la théorie de la ligne portante, la circulation locale dépend de la corde locale, l'incidence effective et du coefficient de portance. Pour un avion commercial, la géométrie de l'aile varie selon la phase de vol (par exemple, le déploient des dispositifs hyper-sustentateurs pour l’atterrissage /décollage) ce qui modifie la circulation locale. Des modèles théoriques dans la littérature permettent de relier les configurations des tourbillons de sillage à cette loi de charge. Cependant, peu de validation expérimentale existe pour les cas complexes. La question de commet une loi de charge donnée influence la structure du sillage et ses dynamiques est de grand intérêt et renvoi à la question des stratégies de contrôle fluidique. Le cas de référence est une aile droite rectangulaire NACA4412. Un deuxième modèle est une variation de la référence où un angle de vrillage a été ajouté à une région spécifique de l'intrados. En plus des tourbillons principaux issus du bout d'aile, ceci introduit des tourbillons additionnels en aval. Une évaluation de l'impact sur la force, structure, paramètre d'écoulement axial (swirl number "q") et trajectoire des tourbillons est menée par le biais de mesures SPIV dans une section du sillage. Des expériences sont réalisées à un nombre de Reynolds (basé sur la corde) de Re_c = 10^5 pour étudier le développement du sillage tourbillonnaire jusqu'à 170 envergures en aval de l'aile. Dans les deux configurations d'aile, la vitesse de traction et l'angle d'incidence sont modifiés pour produire la même charge totale et comparer la distribution de vorticité résultante. Dans le cas de l'aile 'high-lift', le ratio de circulations entre les tourbillons principaux et secondaires est étudié. Les résultats montrent que à haut AoA un déficit de vitesse axiale se développe. Le paramètre q décroît en conséquence mais stagne autour de la valeur 1.5 qui est un seuil de instabilité pour cet écoulement. Sous des conditions de charge similaires, les tourbillons en aval de l'aile high-lift ont une plus grande circulation, taille et vitesse axiale que ceux de l'aile droite.
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Dates et versions

hal-03715813 , version 1 (06-07-2022)
hal-03715813 , version 2 (25-07-2022)

Identifiants

Citer

Rolando Cruz Marquez, Jean Claude Monnier, Geoffrey Tanguy, Patrick Dupont, Vincent Brion, et al.. An experimental study of trailing vortex dynamics on cruise and high-lift wing configurations. AIAA AVIATION 2022 Forum, Jun 2022, Chicago (Virtuel), United States. ⟨10.2514/6.2022-3390⟩. ⟨hal-03715813v2⟩
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