PIV tomographique et reconstruction de pression sur un tourbillon d'extrados de drône

Abstract

Nous présentons les résultats d'une campagne de PIV tomographique portant sur le tourbillon se formant sur l'extrados d'une voilure de drône à forte incidence, ainsi que les reconstructions de champs de pression volumique associées. Notre objectif final est d'évaluer la précision d'une nouvelle méthode d'évaluation de pression à partir de PIV tomographique, la méthode de Pression par Complement de Schur (Carini et al., ISPIV2019), dans des conditions expérimentales complexes. La maquette est placée à 20° d'incidence afin d'obtenir un tourbillon intense. Des mesures sont effectuées dans un volume englobant une génératrice de capteurs de pression en paroi, utilisés à des fins de comparaisons, à la fois en conditions libres et dans le cas d'un contrôle par jet fluidique au bord d'attaque de la maquette. Un tourbillon de forte intensité est en effet observé dans le cas naturel, tandis que le contrôle mène à son éclatement, visible par un très fort élargissement du cœur et des niveaux turbulents plus élevés. La reconstruction PSC dans le cas naturel capture précisément la chute de pression associée au tourbillon, à l'exception d'une zone de faible dimension localisée directement en-dessous de celui-ci. Dans le cas contrôlé en revanche, un désaccord net est observé avec les prises de pression pariétales. Ces limitations sont à l'heure actuelles supposées être causées par les réflexions lumineuses du laser en paroi, qui ne permettent pas d'obtenir de mesure de vitesse fiable très proche de celle-ci, et résultent en un intervalle entre la paroi, où se trouvent les capteurs, et les premiers points de mesure de PIV tomographique. L'extrapolation nécessaire des pressions volumiques serait ici rendue imprécise par la forte courbure de l'écoulement due à sa vorticité.