Numerical study based on experimental datas of the active control applied to the flow past a backward facing ramp - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2019

Numerical study based on experimental datas of the active control applied to the flow past a backward facing ramp

Résumé

This work is based on Dan Hlevca and his co-authors’ experimental study [5] on the active control applied to the flow past a backward facing ramp inclined to 25°. Following the study of the mean and unsteady flow without control applied, the authors use the control technique of pulsed jets because they are interested in the influence of the variation of the duty cycle DC, keeping the blowing time constant. In their conclusion they highlight the disappearance of the recirculation bubble at the back of the body and the recovery of pressure at whatever frequency and the applied DC. An estimate of the drag coefficient is calculated by extrapolating the pressure measurements taken in a median longitudinal plane. The authors remain cautious about interpretations related to the drag coefficient, not knowing explicitly the pressure distribution on the body in the transverse dimension. The present work is the numerical portion of this study. RANS simulations with first order turbulence models were conducted to try to extract the solution on the mean flow in a relatively short time. The incapacity of RANS models of the first order classical turbulence model to determine a precise solution of the mean flow around this type of geometry imposed a mixed numerical strategy URANS-LES, also named DES (detached eddy simulation). Characteristics of the mean and unsteady flow are thus found, which made it possible to validate the numerical DES approach chosen and to consider the solution obtained as a suitable estimation of the physical problem. A restriction of the computation domain with the introduction of synthetic turbulent fluctuations at the inlet makes it possible to envisage, on the delay of this internship and with the computer means at disposal, a simulation of the controlled case. We could afterwards look at the pressure distribution of the entire body and determine the influence of the pulsed jets on the pressure drag coefficient.
Ce travail s’appuie sur l’étude expérimentale de Dan Hlevca et de ses co-auteurs [5] du contrôle actif d’un écoulement au passage de la discontinuité géométrique d’une rampe arrière inclinée à 25°. Après l’étude du cas sans contrôle de l’écoulement moyen et in-stationnaire ses auteurs utilisent la technique de contrôle de jets pulsés et s’intéressent à l’influence de la variation du cycle de fonctionnement (DC Duty Cycle) et en gardant le temps de soufflage constant. Dans leur conclusion ils mettent, entre autres, en évidence la disparition de la bulle de recirculation à l’arrière du profile et la récupération de pression quelque soit la fréquence et le DC appliqués. Une estimation du coefficient de trainée est calculée par extrapolation des mesures de pression prises dans un plan longitudinal médian. Les auteurs restent prudents sur les interprétations liées au coefficient de trainée ne connaissant pas explicitement la répartition de pression sur le profile dans la dimension transverse. Le présent travail est la partie numérique de cette étude. Des simulations de type RANS avec une modélisation de la turbulence au premier ordre ont été menées, afin d’essayer d’obtenir en un temps relativement court la solution sur l’écoulement moyen. L’incapacité des modèles RANS de turbulence classiques du premier ordre à déterminer une solution précise de l’écoulement moyen autour de ce type de géométrie impose une stratégie numérique de type mixte URANS-LES nommée encore DES (Detached Eddy Simulation). Les caractéristiques de l’écoulement moyen et instationnaire sont ainsi retrouvées, ce qui permet de valider la démarche numérique type DES choisie et de considérer la solution obtenue comme une bonne estimation du problème physique. Une restriction du domaine de calcul avec l’introduction de fluctuations turbulentes simulées à l’entrée permet d’envisager, sur le délai de ce stage et avec les moyens informatiques à disposition, une simulation du cas de contrôle. On peut alors s’intéresser à la répartition de pression sur l’intégralité du profile et déterminer l’influence des jets pulsés sur le coefficient de trainée en pression.
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Dates et versions

dumas-02023452 , version 1 (18-02-2019)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-02023452 , version 1

Citer

Rémy Simonet. Numerical study based on experimental datas of the active control applied to the flow past a backward facing ramp. Fluids mechanics [physics.class-ph]. 2019. ⟨dumas-02023452⟩
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