Contrôle des décollements en boucle fermée

par Pierre-Yves Pamart

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Pierre Sagaut.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .


  • Résumé

    La politique européenne recommande aux industriels de l’aéronautique de concevoir des aéronefs capables de proposer une réduction de 50% du bruit perçu, de 50% de la consommation et de 80% des émissions de gaz NOx d’ici 2020. Les ingénieurs sont donc amenés à envisager des solutions innovantes basées sur le contrôle des écoulements, en particulier celui des décollements puisqu’ils ont généralement des effets délétères sur les performances aérodynamiques. Les travaux présentés dans ce mémoire sont dédiés au contrôle en boucle fermée du décollement d’une rampe arrondie par un jet synthétique réglable en fréquence et en amplitude. Le mémoire s’articule autour de deux axes principaux. Le premier axe a permis d’étudier la réponse du décollement à une perturbation périodique par simulations numériques de type LES afin de poursuivre la compréhension de la physique impliquée dans le contrôle et de définir des objectifs de contrôle. Les fréquences et amplitudes optimales au regard de différents critères ont ainsi été identifiées et analysées. Le second axe a été consacré au contrôle en boucle fermée de la réponse quasi-statique du système par l’application de stratégies de régulations PID, extremums-seekings optimisés et logique floue. Leur conception a nécessité l’identification d’un modèle boîte-noire non-linéaire NARX. Les algorithmes non-linéaires, en particulier celui par logique floue, se sont montrés particulièrement performants. La démarche a été validée grâce à une application en temps réel d’une régulation extremum-seeking sur simulation RANS instationnaire

  • Titre traduit

    Closed loop control of flow separation


  • Résumé

    European policy advises manufacturers to design aircrafts allowing to reduce by 50% the perceived noise, by 50% the consumption and by 80% the NOx emissions before 2020. Engineers are led to consider innovative solutions based on flow control, particularly for flow separation which generally has deleterious effects on aerodynamic performance. The work presented in this thesis is dedicated to closed loop flow separation control from a rounded ramp by a synthetic jet with adjustable frequency and amplitude. The thesis focuses on two main axes. The first axis has allowed to study the flow response from a periodic disturbance by numerical simulations of LES type with the aim of pursuing the physics knowledge involved in the control and define the control objectives. The optimal frequencies and amplitudes under different criteria were identified and analyzed. The second axis was dedicated to the closed loop control of the system quasi-static response by the application of PID, optimized extremum-seeking and fuzzy logic regulators. Their design required the identification of a non-linear black-box model NARX. Non-linear algorithms, in particular fuzzy logic, were particularly effective. The approach was validated through a real-time extremum-seeking control application on a unsteady RANS simulation.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Contrôle des décollements en boucle fermée

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Informations

  • Détails : 1 vol. (432 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 417-432. 216 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Bibliothèque Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2011 378
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