Prévoir l'écoulement laminaire pour les pales de rotor
Les processus physiques à l'origine du passage d'un écoulement laminaire à un écoulement turbulent (la transition laminaire-turbulent) sont beaucoup mieux caractérisés pour les ailes fixes que pour les pales de rotor. Dans ce dernier cas, il convient de prendre en compte la rotation et le tangage cyclique. Des scientifiques financés par l'UE travaillant sur le projet LAMBLADE ont développé des outils théoriques et numériques pour calculer les paramètres d'écoulement laminaire sur un culot dans des conditions instables et pour prévoir la transition. Le code prend comme données d'entrée les trois composantes de la diffusion externe de la vitesse sur la surface de la pale obtenues à partir d'un résolveur de flux exempt de viscosité (négligeant les effets de la viscosité). Le développement d'outils numériques permettant de calculer les quantités des principales couches limites pour des conditions d'écoulement instables a rencontré deux grandes difficultés. L'une concernait le traitement des points de stagnation où la vitesse locale de l'écoulement est de zéro. La seconde concernait la présence d'une séparation de l'écoulement continu ou de la couche limite de la surface, formant une série de tourbillons. Ces derniers se caractérisent par une friction zéro à la surface. LAMBLADE a abordé ces problèmes et est parvenu à obtenir une solution numérique décrivant le comportement de la couche limite instable dans des cas de 2D et de 2,5D. Ensuite, les chercheurs se sont penchés sur la prévision de la transition pour l'écoulement turbulent. L'analyse de la transition était axée sur l'application de la théorie des rayons et l'approche multi-échelle. Le code calcule l'amplification de l'instabilité d'un seul rayon (ligne caractéristique) dans l'espace-temps, en utilisant les calculs relatifs aux couches limites instables ainsi que d'autres paramètres. Pour le calcul de plusieurs rayons, le code est invoqué plusieurs fois, menant à une prédiction efficace de la transition. Le développement du code numérique décrivant le comportement de la couche limite et la transition vers un écoulement turbulent dans les pales du rotor a conduit à des indications précieuses. Ces outils inédits sont particulièrement importants dans la conception des pales laminaires pour aéroglisseur. Cela permettra de réduire la traînée et par là même le bruit et les émissions de gaz à effet de serre (GES), assurant ainsi des transports aériens durables et respectueux de l'environnement.
