Contrôle des Ecoulements

Participants: F. Lusseyran, L. Mathelin, L. Pastur, S. Pellerin et B. Podvin.

 La manipulation et le contrôle des écoulements est devenu un outil crucial pour l'amélioration des capacités et des performances en aéronautique, la réduction de la consommation de carburant, la diminution du rayonnement acoustique ou la suppression des phénomènes de tremblement pour ne citer que quelques exemples. Au delà du contexte aéronautique, le contrôle d'écoulements présente également un grand intérêt pour les véhicules terrestres en termes de réduction de traînée, et donc de consommation. Par ailleurs, une réglementation toujours plus incitative sur les rejets de CO2 encourage également les recherches permettant une diminution de la consommation. Les améliorations en termes de réduction de bruit rayonné, par exemple par l'échancrure entre deux wagons d'un train à grande vitesse ou le train d’atterrissage des avions commerciaux, ont également un impact sur l'environnement acoustique.

L'équipe du laboratoire a développé une expertise dans tous les domaines du contrôle d'écoulements, des actionneurs plasma aux expériences en soufflerie, des techniques de visualisation sophistiquées (vélocimétrie par imagerie de particules (PIV), anémométrie par effet Doppler (LDA), etc.) aux simulations numériques et aux développements méthodologiques. Différentes stratégies de controle ont été considérées récemment: le contrôle par retard pour stabiliser des cycles périodiques instables, le contrôle expérimental en boucle ouverte de la couche de cisaillement d'un écoulement de cavité ouverte, la réduction du frottement pariétal d'un écoulement turbulent sur une plaque plane en utilisant des réseaux de neurones pour le contrôleur, la réduction de la taille de la bulle de recirculation à l'arrière d'un corps tridimensionnel d'Ahmed par simulation des grandes échelles, etc.

Les efforts se concentrent actuellement sur le développement de stratégies de contrôle directement compatibles avec un environnement réel et de production. Aucune hypothèse de linéarité n'est faite, ni sur les équations (inconnues) régissant le phénomène physique à contrôler, ni sur la stratégie de contrôle. Un état du système est estimé à partir de mesures prises en paroi par seulement quelques capteurs et grâce à des techniques mathématiques sophistiquées. Une stratégie d'apprentissage par renforcement est également développée pour déterminer la loi de commande. D'autres efforts portent sur la réduction de la traînée d'un corps d'Ahmed et des fluctuations de pression au bord aval d'une cavité ouverte.

Collaborations principales:

Florida State University (M.Y. Hussaini), Institut PPrime (B. Noack, L. Cordier, P. Jordan), Ecole Normale Supérieure de Cachan - SATIE (H. Abou-Kandil, M. Abbas-Turki), ONERA (D. Sipp), LadHyX (L. Lesshafft), ENSTA (O. Cadot), Sup'Elec - L2S (Y. Chitour, L. Greco, S. Tliba).

 

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