CFM 2019

Sensibilité à des perturbations de l'écoulement au contournement du pied-A d'une maquette de véhicule industriel en vue du contrôle de décollement
Rafael Da Mota  1, *@  , Thomas Castelain  1, 2@  , Marc Michard  1@  , Damien Chacaton  3@  , Christophe Bogey  1@  
1 : Laboratoire de Mecanique des Fluides et d'Acoustique  (LMFA)  -  Site web
CNRS : UMR5509, Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL), Ecole Centrale de Lyon, Institut National des Sciences Appliquées [INSA] - Lyon
36 Av Guy de Collongue 69134 ECULLY CEDEX -  France
2 : Université Claude Bernard Lyon 1  -  Site web
Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL)
Université Lyon 1 43, boulevard du 11 novembre 1918 69622 VILLEURBANNE CEDEX -  France
3 : Volvo Group Truck Technology
Volvo Group Truck Technology
99 route de Lyon, 69806 Saint-Priest Cedex -  France
* : Auteur correspondant

La réduction de la consommation d'un véhicule poids-lourd est un enjeu important pour les constructeurs. A grande vitesse, la trainée aérodynamique globale du camion (SCx) constitue la résistance principale à l'avancée du véhicule. Pour réduire la trainée notamment, la suppression des rétroviseurs latéraux est envisagée, puisqu'elle est a priori associée à un gain de SCx par la diminution de la surface frontale S du véhicule. Néanmoins, sur une cabine à échelle 1 on observe généralement un décollement au niveau du pied-A en l'absence de rétroviseurs. Ce décollement pouvant s'étendre sur une large partie de la cabine. Dans le but de contrôler le décollement sur le véhicule dans la région du pied-A, la sensibilité de l'écoulement aux perturbations, de types dynamique et géométrique est étudiée en soufflerie. Une géométrie à échelle 1/14 est conçue pour reproduire au voisinage du pied-A des phénomènes aérodynamiques qui conditionnent le décollement de manière identique au cas réel (accélération de l'écoulement, courbure de la paroi, couche limite d'épaisseur variable...).En particulier des nombres de Reynolds compris entre 50 000 et 150 000 sont étudiés. L'état de la couche limite sur le pare-brise d'un poids-lourd étant susceptible de dépendre de paramètres comme la vitesse de circulation ou du vent, la sensibilité de l'écoulement est étudiée au regard d'une perturbation dynamique à la paroi contrôlée au moyen d'un dispositif d'aspiration continue en amont de la maquette. La variation du taux d'aspiration, Uasp/Uinf, permet d'agir sur l'épaisseur de la couche limite incidente et d'évaluer la sensibilité du décollement, pour ce type de géométrie de marche montante courbe, à l'épaisseur de couche limite. L'effet de perturbations géométriques, localisées près du pied-A, sur le décollement est également étudié au moyen d'obstacles positionnés devant le pied-A dont le rapport de hauteur h/H vaut 3, où h est la hauteur de l'obstacle et H est la hauteur du pied-A, et d'obstacles sur le pied-A pour un rapport h/H de 0,1.

Des mesures de pression pariétale instationnaire, de vitese par anémométrie à fil chaud (CTA) ainsi que de la visualisation pariétale par enduit ont permis de vérifier l'homogénéité transversale de l'écoulement. Des mesures PIV 2D sont réalisées dans le plan médian du montage. Les statistiques des champs de vitesses sont étudiées pour différents nombres de Reynolds et un taux d'aspiration nul. La pression moyenne est calculée à partir des données expérimentales de PIV en intégrant les gradients de pression issus des équaitions de Navier-Stokes moyennées dans le temps permettant l'étude de la pression dans les différentes régions de l'écoulement. Enfin, l'étude des grandeurs adimensionnées de pression, Cp, et de vitesse, U/Uinf, le long de lignes de courant proches du pied-A permet de discuter de l'évolution des propriétés de l'écoulement selon qu'il y ait décollement ou non sur le pied-A.


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