Contrôle
de l'écoulement autour d'un profil d'aile pour maximiser portance et
finesse
Groupe 5 : Grégory DUBERNET, Julien GUESDON,
Jean-Michel LASCOMBES
Le
travail a consisté à mettre en oeuvre VLab pour
simuler l'écoulement autour d'un profil d'aile de type Naca
4412 afin de prédire ses performances
aérodynamique en fonction de l'incidence du vent. La figure
représente l'évolution de la finesse aérodynamique
en fonction du coefficient de portance du profil. Dans un second
temps, l'écoulement a été contrôlé
à l'aide d'un actionneur de type aspiration pariétal
placé sur l'extrados. Les performances aérodynamique du
profil d'aile avec contrôle sont également
représentées sur la figure pour différentes
position de l'actionneur. Sur cet exemple on voit clairement que la
courbe de performance du profil avec actionneur positionné au
milieu de la corde enveloppe l'ensemble des autres courbes de
performances avec une meilleure finesse et un meilleur coefficient de
portance pour toutes les incidences. Les écoulements sur
avion complet sont plus complexe et donne lieu à des compromis
de design en fonction des différents point de fonctionnement
considérés (décollage, croisière,
atterrissage). Le contrôle actif des écoulements permet
d'espérer une optimisation du design pour tous les points de
fonctionnement avec des actionneurs pour le contrôle de chaque
point de design. La recherche et la mise au point technologique sont
encore nécessaire pour arriver à ce résultat.
Figure : contrôle par aspiration sur NACA 4412
Polaire et finesse aérodynamique d'un profil NACA en fonction de son épaisseur
La
simulation de l'écoulement autour d'un profil d'aile de type
NACA permet de prédire ses performances en fonction de son
épaisseur. On
constate que les 2 polaires se croisent pour un coefficient de portance
de 0.6. Pour les faibles valeurs de portance le profil le moins
épais Naca 0009 est le meilleur, par contre pour les grandes
valeurs de la portance, c'est le profil le plus épais Naca 0012
qui est le meilleur. On voit donc qu'ici, il y a un compromis à faire entre portance et traînée. Pour
simuler ces 5 points de fonctionnement sur 2 profils, en
résolvant les équations de Navier-Stokes, il ne faut
environ qu'une minute sur un PC portable avec VLab. On voit donc qu'il
est possible d'envisager un grand nombre de problème
d'optimisation, de design ou d'analyse en mécanique des fluides.
