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De nouvelles recherches dévoilent les mécanismes de la rupture des flux d'écoulement

La rupture du flux d'écoulement, qui se produit lors de la séparation de l'air et d'un avion, peut prendre la forme de remous et de tourbillons susceptibles d'augmenter la traînée et de générer un bruit aérodynamique. Des chercheurs européens ont mené de nouvelles études sur les mécanismes responsables de cette rupture de flux afin de déterminer les caractéristiques optimales d'une aile d'avion ou d'une pale de turbine.
De nouvelles recherches dévoilent les mécanismes de la rupture des flux d'écoulement
L'objectif principal du projet ICOMASEF (Instability and control of massively separated flows) consistait à intégrer méthodes numériques et expérimentales afin de mieux comprendre cette instabilité et de mieux contrôler le bruit généré par cette rupture du flux d'écoulement.

Les partenaires du projet ont fait d'excellents progrès sur tous ces sujets. Leurs travaux incluent par exemple, des méthodes numériques pour le calcul des perturbations optimales du flux d'entrée lors de la séparation des flux, de nouveaux outils pour le calcul de la dynamique des fluides instables ou l'analyse de l'instabilité des flux séparés incompressibles.

Les travaux théoriques se sont orientés vers le développement de nouveaux algorithmes d'analyse des flux séparés compressibles et la modélisation du comportement aéro-acoustique généré par la rupture de l'écoulement survenant dans les trains d'atterrissage ou les éoliennes.

Les chercheurs ont également mené des études sur l'instabilité de l'écoulement des cavités ouvertes, l'analyse et le contrôle des vibrations induites par vortex.

Ils ont partagé leurs connaissances grâce à de nombreux détachements de personnel et publié une trentaine d'articles scientifiques. En 2012, les partenaires du projet ont organisé en Crète, la cinquième conférence mondiale, «Global Flow Instability and Control Symposium», axée sur l'identification et le contrôle des instabilités globales de l'écoulement des fluides avec des applications pratiques.

Une rencontre internationale sur les flux massivement séparés, principalement orientée sur le contrôle et le bruit généré par la séparation d'un écoulement incompressible provoquée par le régime hypersonique, a été organisée à Prato en 2013. Cet atelier de travail a permis de réunir des experts des États-Unis, d'Israël, du Japon, d'Arabie saoudite et d'un grand nombre de pays européens, afin d'évaluer les progrès de la science dans le domaine théorique, expérimental et mathématique des flux massivement séparés, non seulement en aéronautique mais aussi dans d'autres domaines connexes. En 2014, les partenaires du projet ont également organisé la huitième conférence IUTAM (International Union of Theoretical and Applied Mechanics) sur la transition des flux laminaires à Rio de Janeiro (Brésil).

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Mots-clés

Rupture de l'écoulement, traînée, ailes d'avion, pales de turbine, instabilité, bruit