Etude détaillée des structures tourbillonnaires développées à l'extrados de corps élancés simples, complexes et de corps de révolution

par Véronique Dubois

Thèse de doctorat en Aérodynamique et énergétique

Sous la direction de Abderrahmane Abene.

Soutenue en 2005

à Valenciennes .

mots clés

• Aile delta
• Aile ogive
• Ogive de révolution
• Angles privilégiés
• Tourbillons (mécanique des fluides)
• Avions -- Fuselage
• Cône

Résumé

Les études menées concerne la détermination des positions relatives des structures tourbillonnaires à l'extrados d'ailes delta et d'ailes ogives simples ou modifiées, de cônes, d'ogives de révolution et de corps complexes (fuselage) en vue de l'application des critères angulaires de stabilité des systèmes tourbillonnaires. Une documentation étendue et des visualisations en soufflerie ont permis d'observer les différents angles que peuvent faire entre eux les tourbillons au-dessus de ces différentes configurations. Pour des géométries telles que les ailes delta, simples, doubles ou gothiques, les phénomènes accompagnant l'apparition et le développement des structures tourbillonnaires engendrées par des surfaces portantes de faible allongement se révèlent relativement élémentaires, tandis qu'ils peuvent devenir très complexes lors de l'étude des configurations regroupant un fuselage (ogive-cylindre), des ailes, des plans canards. . . Le but de cette étude est l'optimisation des formes marines, aériennes et terrestres telles que les voiles, les ailes d'avions, les voitures, les trains, les capteurs solaires (forme des chicanes) ; optimisation liée à la stabilité de l'écoulement des fluides autour de ces formes.

Titre traduit

Detailed study of vortical structures developed at the upper surface of simple and complex slender bodies and of revolution bodies

Résumé

The undertaken studies relates to the determination of the positions relating of the vortical structures to the upper surface of simple or modified delta and ogival wings, cones, warheads of revolution and complex bodies (fuselage) with the application of the angular criteria of stability of the vortical systems. A wide documentation and visualizations in wind tunnel made it possible to observe the various angles which between them the vortices above these various configurations can form. For geometries such as the delta, simple, double or ogival wings, the phenomena going with the appearance and the development of the vortical structures begotten by carried surfaces of feeble aspect ratio come relatively elementary, whilst they can become very complex at the time of the study of the configurations gathering a fuselage (warhead-cylinder), wings, ducks plans. . . The intent of this study is the optimization of the marine, air and terrestrial forms such as the veils, the wings of planes, the cars, the trains, the solar collectors (the shape of the baffles); optimization related to the stability of the fluids flow around these forms.