Aérodynamique, aéro-élasticité et dynamique des fluides

Aérodynamique

L'aérodynamique est étudiée du point de vue des écoulements à faibles nombres de Reynolds et en régime transitionnel (Re ≤ 106), avec des applications directes aux drones de petites tailles et à haute altitude. Les phénomènes aérodynamiques instationnaire et nonlinéaire existants autour des ailes, notamment la transition laminaire-turbulente de la couche limite, la transition de la couche de cisaillement, la bulle de décollement laminaire, le décrochage dynamique, les tourbillons de bout d'aile et les sillages fluctuants sont examinés en détails. D'autres cas d'études incluent l'aérodynamique du battement d'ailes et les techniques de contrôle des écoulements. Les infrastructures expérimentales incluent plusieurs souffleries à air (avec différentes capacités) et eau, des ailes instrumentées avec des capteurs de pression instationnaire et des senseurs à films chauds, des appareillage de montage statique et dynamique, ainsi que des techniques de mesure et visualisation des écoulements. Des simulations numériques (en LES et en URANS) de ces écoulements sont aussi entreprises via des collaborations actives avec le CNRC/IRA et l'Université Laval. D'autres partenaires incluent RDDC-Valcartier.

Aéro-élasticité

Surtout axée vers des applications aérospatiales, cette recherche qui étudie la relation de rétroaction entre une structure flexible et un fluide en mouvement est entreprise selon différents angles. Spécifiquement, les problèmes reliés aux faibles nombres de Reynolds et en régime transitionnel, notamment le flottement de décollement laminaire, les vibrations induites par tourbillons, le changement de forme (actif ou passif) lors de vol à aile battante. Les effets de nonlinéarités structurelles dues aux grandes déformations et frottement par exemple, ou reliées aux nouveaux matériaux, sont aussi considérés en terme de dynamique du système, en particulier les cycles limites. De pus, des techniques d'identification de système sont développées et mise en application à fin de cerner la nature des nonlinéarités. La quantification des incertitudes dues aux perturbations aléatoires et manque d'information, et leur intéraction avec les nonlinéarités, sont aussi étudiées menant au concept de marge de flottement probabilistique par exemple. De nombreux outils expérimentaux et analytiques sont exploités pour investiguer ces sujets, comme par exemple des appareillages des flottement et des modèles de simulation numérique. Des collaborations externes existent avec le CNRC/IRA, l'Université Carleton, l'Université Laval et le Ministère de la défense Australienne.

Dynamique des fluides

Les écoulements transitionnel et turbulent sont des sujets d'étude importants, notamment des points de vue de la couche limite le long d'une plaque plane, dans des conduits internes, dans les jets et sillages (en subsonique et supersonique). L'emphase est placée sur une description statistique de ces écoulements en distinguant les structures cohérentes à petite échelle de celle des grandes, ainsi que les champs dynamiques et scalaires (température). En plus d'applications aérospatiales évidentes, les connaissances acquises peuvent permettre d'améliorer le mélange air/essence dans les turbines à gaz, le contrôle des émissions polluantes dans la couche limite atmosphérique et pour la dilution des traces thermiques. Elles peuvent aussi être appliquées aux mélanges dans les moteurs à combustion interne (moteur diesel). Cette recherche est faite expérimentalement et numériquement (via DNS). Des collaborations externes existent avec le CNRC/IRA, l'Université Laval, l'Université Stanford, l'Université Arizona State et l'Université Queen's. Les infrastructures expérimentales incluent un jet à air libre, des souffleries à eau et air, en circuits fermé et ouvert, des équipements de mesure des écoulements comme l'anémomètrie à fil chaud.

Pour de plus amples information, S.V.P. communiquer avec M. Dominique Poirel .

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