Conception et mise en œuvre d’une soufflerie d’étalonnage à air chaud pour caractériser des écoulements par métrologies optiques

Dans un contexte où l’optimisation des performances aéronautiques doit s’accompagner de la réduction de l’impact environnemental, la caractérisation des écoulements aérothermiques turbulents complexes s’avère indispensable. La représentation fidèle des phénomènes physiques, à l’origine de la performance d’un système, permet de mieux comprendre et anticiper les problèmes qui peuvent survenir. La caractérisation de ces écoulements repose sur l’étude des champs de vitesse, de température et de masse volumique aux évolutions spatio temporelles complexes. Leur investigation expérimentale nécessite des techniques de mesure à la fois fiables, de haute précision et très riches en échantillonnage spatial et temporel, afin de capturer des comportements caractérisés par de forts gradients. Les mesures optiques développées pour la mécanique des fluides offrent le double avantage d’être non intrusives et de fournir un échantillonnage dense. Elles restent toutefois limitées par la résolution spatiale ou le nombre de grandeurs accessibles. C’est dans ce contexte que l’ONERA développe différentes métrologies optiques permettant d’améliorer la caractérisation des écoulements aérothermiques pour la mesure de la vitesse (Particle Image Velocimetry et PTV), de la masse volumique (Background Oriented Schlieren) et de la température. Afin de valider et de comparer ces différentes techniques, une soufflerie à air chaud et à bas nombre de Reynolds a été conçue dans ce but. Le banc DEMETHER (pour Développement de Métrologies pour l’Aéro Thermique) est une installation transportable dont l’écoulement « jet d’étalonnage » est parfaitement maîtrisé. Ce jet, reproduisant les conditions de température, de débit et de nombre de Reynolds d’un cas réel, sert de référence pour caractériser l’ensemble des techniques de mesure précédemment citées. La mise en place de la soufflerie d’étalonnage ainsi que les premiers essais sont actuellement en cours.

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