Banc d'essais pour l'étude du décollement instationnaire généré par un jet impactant une paroi avec système PIV-3D

Secteur
Mécanique des fluides

Retombées pour la société
Dans le domaine de l’aéronautique, un des principaux verrous technologiques concerne la difficulté à prédire et donc contrôler en temps réel l’écoulement autour de chaque partie de l’avion (nacelle, ailes, moteurs et train d’atterrissage). Cela vient principalement d’une mauvaise connaissance des mécanismes de décollement des couches limites. Cette étude montre que nous sommes près de construire un critère robuste permettant de détecter et donc contrôler le décollement, ce qui a le potentiel de réduire notamment la consommation de carburant et les nuisances sonores.

Mandat
Développer et fabriquer un banc d’essais pour effectuer des mesures de tomographie 3D avec un système PIV (Particules Image Velocimetry). Ce système permet de faire de la recherche fondamentale et appliquée en dynamique des fluides et permet d’étudier les phénomènes de séparation de la couche limite en régime transitoire qui surviennent dans le domaine de l’aéronautique et de la production d’énergie.

Temps de développement
5 mois

Avancées technologiques

  • Bassin multifacettes de qualité optique
  • Supporter le poids du bassin tout en maximisant l’accès optique aux facettes
  • Injecteur avec la possibilité d’insérer des éléments mécaniques pour rectifier l’écoulement à la sortie
  • Éliminer 100% des impulsions de la pompe à la sortie de l’injecteur.

Avancées scientifiques
Les mesures ont permis d’obtenir des bases de données (champs de vitesse) afin de valider un nouveau critère de détection du décollement. Des phénomènes d’éjection de fluide hors paroi ont aussi été découverts et correctement prédits par la nouvelle théorie.

Caractéristiques

  • Bassin de qualité optique avec 16 facettes
  • 8 facettes verticales et 8 facettes inclinées à 45° dans la partie basse du bassin
  • Volume du bassin optique: 40 USGAL [150 L]
  • Diamètre d’entrée de l’injecteur: 1.250″ [32 mm]
  • Plage de déplacement de l’injecteur: 5″ [125 mm]
  • Réservoir de stockage de l’eau et des particules PIV: 120 USGAL [450 L]
  • Pression à l’entrée de l’injecteur: 4.0 psig max. [0.3 bar]