Study and control of turbulent separated flow with sweeping jet : application to road and aeronautic vehicles
Cette thèse porte sur l'étude expérimentale d'un jet balayant et de son application dans le cas du contrôle des écoulements turbulents décollés. Les décollements turbulents, un phénomène courant dans de nombreuses applications industrielles, sont connus pour dégrader les performances aérod...
Salvato in:
| Autore principale: | |
|---|---|
| Altri autori: | , , , , , |
| Natura: | Thèse numérique |
| Lingua: | Anglais |
| Pubblicazione: |
2025.
|
| Soggetti: | |
| Accesso online: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2025ORLE1011_va.pdf http://www.theses.fr/2025ORLE1011/abes https://theses.hal.science/tel-05241583 |
| Nota: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Jacques Borée (Président du jury) ; Bérengère Podvin, Cédric Raibaudo (Membre(s) du jury) ; Julien Dandois, Lucien Baldas (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Etude et contrôle d'un écoulement turbulent décollé au moyen d'un jet balayant :, application aux véhicules terrestres et aériens |
| LEADER | 06426nam a22004697a 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 1340936 | ||
| 008 | 250905s2025 xxe ||| |||| 00| 0 eng d | ||
| 009 | PPN289022991 | ||
| 041 | 0 | |a eng |b fre |b eng | |
| 084 | |a 530 | ||
| 084 | |a 620 | ||
| 100 | 1 | |a Tocquer, Mathieu, |d 1997- | |
| 240 | 1 | 0 | |a Etude et contrôle d'un écoulement turbulent décollé au moyen d'un jet balayant : |b application aux véhicules terrestres et aériens |
| 245 | 1 | 0 | |a Study and control of turbulent separated flow with sweeping jet : |b application to road and aeronautic vehicles |c Mathieu Tocquer ; sous la direction de Azeddine Kourta. |
| 256 | |a Données textuelles | ||
| 260 | |c 2025. | ||
| 500 | |a Titre provenant de l'écran-titre | ||
| 500 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) | ||
| 500 | |a Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) (Laboratoire) | ||
| 500 | |a Autre(s) contribution(s) : Jacques Borée (Président du jury) ; Bérengère Podvin, Cédric Raibaudo (Membre(s) du jury) ; Julien Dandois, Lucien Baldas (Rapporteur(s)) | ||
| 502 | |a Thèse de doctorat. Physique. Mécanique des fluides. Orléans. 2025 | ||
| 520 | |a Cette thèse porte sur l'étude expérimentale d'un jet balayant et de son application dans le cas du contrôle des écoulements turbulents décollés. Les décollements turbulents, un phénomène courant dans de nombreuses applications industrielles, sont connus pour dégrader les performances aérodynamiques. Au cours des dernières décennies, le contrôle actif des écoulements s'est imposé comme une solution prometteuse en raison de sa capacité à s'adapter aux conditions variables de l'écoulement contrôlé. Cependant, l'identification d'un actionneur énergétiquement économe capable de contrôler efficacement les décollements reste un défi de recherche important. Dans la première partie de cette étude, une géométrie de jet balayant est développée et caractérisée à l'aide de mesures par fil chaud. Les résultats montrent que le jet balayant proposé atteint des vitesses de jet de sortie élevées (jusqu'à 330 m/s) et des fréquences élevées (jusqu'à 2200 Hz), répondant ainsi aux exigences du contrôle actif. La deuxième partie se concentre sur l'application du jet balayant au contrôle d'un décollement turbulent sur une rampe inclinée à 25ů Des mesures de pression pariétale, de fil chaud et de vélocimétrie par image de particules (PIV) sont utilisées pour évaluer les effets du jet balayant sur les performances aérodynamiques et le décollement turbulent. Les résultats montrent que pour des angles d'actionnement de 30ůet 45ů le jet balayant améliore significativement les performances aérodynamiques dans le cas canonique de la rampe. Malgré ces avancées, une compréhension complète de l'impact du jet oscillant sur la couche de cisaillement séparée fait encore défaut. La dernière partie de cette thèse aborde cette lacune en examinant l'influence du contrôle sur les mécanismes d'entraînement qui régissent le recollement de la couche de cisaillement. Les mesures PIV indiquent que le jet balayant augmente l'entraînement de masse et de quantité de mouvement à l'interface turbulente/non turbulente (TNTI), énergisant ainsi la couche de cisaillement décollée et atténuant ou supprimant la séparation turbulente. | ||
| 520 | |a This thesis investigates the experimental study of a sweeping jet and its application for controlling turbulent separated flows. Turbulent separations, a common phenomenon in many industrial applications, are known to degrade aerodynamic performances. Over the past decades, active flow control has emerged as a promising solution due to its adaptability to varying flow conditions. However, identifying an energy-efficient actuator capable of effectively managing flow separation remains a significant research challenge. In the first part of this study, a sweeping jet geometry is developed and characterised through hot-wire measurements. Results demonstrate that the proposed sweeping jet achieves high outlet jet velocities (up to 330 m/s) and frequencies (up to 2200 Hz), aligning well with the requirements for active flow control. The second part focuses on applying the characterised sweeping jet to control a canonical turbulent separation over a 25˚sloped ramp. Wall pressure measurements, hot-wire anemometry, and PIV techniques are employed to assess the effects of the sweeping jet on aerodynamic performances and turbulent separation. Findings reveal that actuation angles of 30˚and 45˚significantly improve aerodynamic performance in the canonical ramp case. Despite these advancements, a comprehensive understanding of how the sweeping jet affects the separated shear layer remains elusive. The final section of this thesis addresses this gap by examining the control's influence on entrainment mechanisms that drive shear layer recovery. PIV measurements indicate that the sweeping jet enhances mass and momentum entrainment at the TNTI, energising the separated shear layer and mitigating or eliminating turbulent separation. | ||
| 538 | |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF | ||
| 650 | |a Jets |x Fluides, Dynamique des | ||
| 650 | |a Décollement des écoulements | ||
| 650 | |a Automobiles |x Aérodynamique | ||
| 650 | |a Traînée (aérodynamique) | ||
| 650 | |a Tremblement (aérodynamique) | ||
| 650 | |a Thèses et écrits académiques | ||
| 700 | 1 | |a Kourta, Azeddine, |d 1956-...., |c auteur en mécanique des fluides. |4 ths | |
| 700 | 1 | |a Borée, Jacques, |d 19..- | |
| 700 | 1 | |a Dandois, Julien, |d 1979- | |
| 700 | 1 | |a Baldas, Lucien, |d 19..- | |
| 700 | 1 | |a Podvin, Bérengère, |d 19..- |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Raibaudo, Cédric, |d 19..- |4 opn | |
| 710 | 2 | |a Université d'Orléans. |4 dgg | |
| 856 | 4 | |q PDF |s 61525926 |u http://www.theses.fr/2025ORLE1011/document |z Accès au texte intégral | |
| 856 | 4 | |u https://theses.univ-orleans.fr/public/2025ORLE1011_va.pdf | |
| 856 | 4 | |u http://www.theses.fr/2025ORLE1011/abes | |
| 856 | 4 | |u https://theses.hal.science/tel-05241583 | |
| 997 | |0 1340936 |1 Thèse numérique |a Ressource numérique |b INSA |b ENSA |c 0/Bibliothèque numérique/ |c 1/Bibliothèque numérique/Autre ressource numérique/ | ||