Réduction De La Trainée Dans L’écoulement Autour D’une Sphère Par Modification De L’état De Surface

Résumé: Le présent travail vise en premier lieu à contrôler l’écoulement autour d’une sphère afin d’améliorer ses performances aérodynamiques et cela par le biais de la modification de l’état de surface en vue de réduire le phénomène de décollement de la couche limite. Cette étude a donc portée essentiellement sur deux étapes: - Une recherche théorique qui nous a permis de bien cerner le phénomène du décollement de la couche limite et des techniques mises en oeuvre pour y remédier et appuyer par quelques rappels sur la mécanique des fluides. - Une étude expérimentale portant sur la mesure des efforts aérodynamiques et du coefficient de traînée réalisée sur des maquettes qu’on a au préalable conçues. Une étude numérique à l'aide d’un logiciel (ANSYS) qui nous a permis d’approcher numériquement les résultats expérimentaux obtenus. La campagne d'essais mené en soufflerie nous a permis de conclure qu’en apportant des modifications à la surface de la sphère, nous pouvons réduire la trainée et améliorer les performances aérodynamiques. Ainsi, en matière de réduction de trainée, nous avons obtenu une amélioration de plus de 40% lorsque la sphère est munie d'un anneau positionné aux deux tiers du diamètre, et cela sur une large plage du nombre de Reynolds. Cette diminution de la trainée est confirmée par une modification du coefficient de pression à l'arrière de la sphère. Les mesures du coefficient de pression montrent par ailleurs que le Cp est bien approché par celui du fluide parfait dans la zone non décollée. La simulation numérique de l'écoulement autour d'une sphère lisse a montré des résultats en bonne concordance avec les valeurs expérimentales, tout comme elle a permis de mettre en évidence les zones tourbillonnaires en aval de la sphère.

Publié dans la revue: