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Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Simulation of vortex pair instabilities behind a split wing

Simulation des instabilités de paires de tourbillons derrière une aile fendue

Résumé

The dynamics of a pair of counter-rotating wingtip vortices formed in the wake of a slotted wing are investigated numerically at Reynolds numbers 3000 to 10 000, considering a NACA12 airfoil with various angles of attack ranging from 5 to 10 degrees. Two parts of the wake are investigated. Firstly, we focus on the von Kármán wake of the wing and explore its properties in reference to inifinite wing results. The finiteness of the wing introduces notable differences. Secondly, we examine the dynamics of the wingtip vortices and the instabilities that are obtained. The influence of the von Kármán wake on this vortex is emphasized. Two behaviors are identified, depending on the angle of attack and Reynolds number. An orthogonal proper orthogonal decomposition (POD) is applied to identify the coherent structures that superimpose upon the mean flow. A Fourier analysis of the vortex centerline is conducted to highlight the dominant wavelengths.
La dynamique d'une paire de tourbillons d'extrémité d'aile contrarotatifs formés dans le sillage d'une aile fendue est étudiée numériquement à des nombres de Reynolds compris entre 3 000 et 10 000, en considérant un profil aérodynamique NACA12 avec différents angles d'attaque allant de 5 à 10 degrés. Deux parties du sillage sont étudiées. Tout d'abord, nous nous concentrons sur le sillage de von Kármán de l'aile et explorons ses propriétés en référence aux résultats obtenus pour les ailes inifinies. La finitude de l'aile introduit des différences notables. Deuxièmement, nous examinons la dynamique des tourbillons d'extrémité d'aile et les instabilités obtenues. L'influence du sillage de von Kármán sur ce tourbillon est soulignée. Deux comportements sont identifiés, en fonction de l'angle d'attaque et du nombre de Reynolds. Une décomposition orthogonale propre (POD) est appliquée pour identifier les structures cohérentes qui se superposent à l'écoulement moyen. Une analyse de Fourier de la position de la ligne centrale du tourbillon est effectuée pour mettre en évidence les longueurs d'onde dominantes.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04134836 , version 1 (20-06-2023)

Identifiants

Citer

Pierre Saulgeot, Vincent Brion, Navrose Navrose, Nicolas Bonne, Laurent Jacquin, et al.. Simulation of vortex pair instabilities behind a split wing. AIAA Aviation 2023, AIAA, Jun 2023, San Diego, United States. ⟨10.2514/6.2023-3889⟩. ⟨hal-04134836⟩
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