{"id":5883,"date":"2020-03-10T09:00:14","date_gmt":"2020-03-10T08:00:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.presticebdt.com\/?p=5883"},"modified":"2023-09-24T13:21:00","modified_gmt":"2023-09-24T11:21:00","slug":"3-must-component-for-wind-tunnel-design","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/3-composants-indispensables-a-la-conception-dun-tunnel-aerodynamique\/","title":{"rendered":"Comprendre la conception d'une soufflerie - 3 \u00e9l\u00e9ments indispensables"},"content":{"rendered":"

Comprendre la conception des souffleries
\n<\/strong><\/h1>\n

Soufflerie en circuit ferm\u00e9 : chambre de d\u00e9cantation, convergent et h\u00e9lice<\/h2>\n

<\/h3>\n
\"Soufflerie<\/a>

Closed circuit wind tunnel of Ferrari<\/p><\/div>\n

Voici notre deuxi\u00e8me le\u00e7on sur la conception et le dimensionnement des souffleries. Si vous avez manqu\u00e9 la premi\u00e8re partie, vous pouvez l'obtenir ici<\/a>.<\/p>\n

Conception d'une soufflerie en circuit ferm\u00e9 : la chambre de d\u00e9cantation.<\/h3>\n

Dans cette section, l'air est manipul\u00e9 car je dois d\u00e9composer les turbulences, redresser le flux<\/strong> (l'aligner avec l'axe du tunnel) de mani\u00e8re \u00e0 pr\u00e9senter un flux homog\u00e8ne et uniforme dans la chambre d'essai.<\/p>\n

\"Nid<\/a>

Exemple de nid d'abeille dans les essais en soufflerie.<\/p><\/div>\n

Les La chambre de d\u00e9cantation est compos\u00e9e d'un nid d'abeille<\/strong> (de section circulaire ou hexagonale) qui permettent de redresser le courant aussi bien dans le plan horizontal que dans le plan vertical.<\/p>\n

Un autre effet du nid d'abeille est celui de la rupture partielle de la turbulence<\/strong> de l'\u00e9coulement en fonction de l'ordre de grandeur du diam\u00e8tre des sections.<\/p>\n

Pourquoi les nids d'abeilles sont-ils importants dans la soufflerie ?<\/h3>\n

Le redresseur de flux de type nid d'abeille est compos\u00e9 de une s\u00e9rie de tubes de petit diam\u00e8tre<\/strong> (generally between 5 and 7 mm) and about fifteen centimeters long. These tubes are arranged coaxially to the duct in which they are located (generally in the area of \u200b\u200bthe tunnel where the speeds are as low as possible to minimize pressure drops) and are glued to each other to form structures, generally hexagonal (similar to honeycombs, hence the name), which cover the entire area of \u200b\u200bthe section where they are placed.<\/p>\n

Concevons un nid d'abeilles pour les essais en soufflerie.<\/h4>\n

A titre d'exemple, il est mentionn\u00e9 que, dans une galerie ayant une section o\u00f9 les 3,6 x 0,9<\/strong> le nid d'abeilles du compteur est pr\u00e9sent, quelque chose comme 78 000 tubes de 7 mm de diam\u00e8tre<\/strong> sont dispos\u00e9s. Le r\u00f4le du nid d'abeilles est d'\u00e9liminer les composantes de la vitesse d'\u00e9coulement normales aux parois et de diriger l'\u00e9coulement uniquement et autant que possible dans la direction de l'axe du conduit. En g\u00e9n\u00e9ral, les nids d'abeilles ou les nids d'abeilles sont plac\u00e9s juste avant le d\u00e9but de la convergence et donc juste avant la chambre d'essai<\/strong>.<\/p>\n

\\(\\begin{align}) \\frac{u_{ex}\u2019}{u_{en}\u2019}=\\frac{1}{1+k}^{\\frac{n}{2}} \\Nfin{align}\\)<\/p>\n

Comme la taille des tourbillons reste encore consid\u00e9rable, je dois les abattre d\u00e9finitivement \u00e0 l'aide d'un ou plusieurs filets dans lesquels l'\u00e9coulement subit une et l'\u00e9chelle de turbulence diminue de fa\u00e7on \u00e9vidente.<\/strong>.<\/p>\n

Considering the Dryden & Schubauer relationship:<\/p>\n

O\u00f9 ?<\/p>\n

\\( u_{ex}’\u00a0 \\): les fluctuations \u00e0 la sortie du r\u00e9seau
\n<\/strong><\/p>\n

\\N- \\N- \\N- \\N- \\N- \\N( u_{en}' \\N- \\N) : grille les fluctuations d'entr\u00e9e<\/strong><\/p>\n

\\N( k \\N) : grille performance d\u00e9finie par le fabricant<\/strong>r<\/p>\n

\\( n \\) : nombre de grilles
\n<\/strong><\/p>\n

\"Conception<\/a><\/h5>\n
Nid d'abeilles de la soufflerie : redresseur de flux.<\/h5>\n

Les filets ont pour mission de la rupture des structures tourbillonnaires \u00e0 grande \u00e9chelle<\/strong> et en les transformant en structures tourbillonnaires plus petites et plus uniformes, ce qui rend les profil de vitesse plus uniforme<\/strong>. Les r\u00e9seaux ont cependant, comme d\u00e9j\u00e0 mentionn\u00e9, le d\u00e9faut de d\u00e9vier la direction principale de l'\u00e9coulement, il est donc n\u00e9cessaire de les positionner autour d'\u00e9l\u00e9ments (le nid d'abeille) capables de \"faire\".redressement<\/strong>\" le flux. Ce sont des composants qui ont tendance \u00e0 se salir et qui, comme le nid d'abeille, n\u00e9cessitent donc un entretien fr\u00e9quent. Vous trouverez de plus amples informations sur le nid d'abeilles en soufflerie dans la rubrique Wiki<\/a>.<\/p>\n

L'\u00e9coulement doit s'acc\u00e9l\u00e9rer : la section convergente dans les essais en soufflerie.<\/h4>\n

Le dernier tron\u00e7on avant la chambre d'essai est le convergent qui a pour t\u00e2che principale d'acc\u00e9l\u00e9rer le courant.<\/p>\n

Le convergent est utilis\u00e9 pour r\u00e9duire la section et donc augmenter la vitesse du fluide, tandis que le convergent est utilis\u00e9 pour r\u00e9duire la section et donc augmenter la vitesse du fluide. r\u00e9duire simultan\u00e9ment le niveau de turbulence<\/strong> et l'\u00e9paisseur des couches limites sur les parois. Il est affect\u00e9 par un gradient de pression n\u00e9gatif<\/strong>et donc favorable, (puisqu'il y a plus de pression au d\u00e9but du convergent et moins \u00e0 la fin) il y a donc pas de probl\u00e8me de s\u00e9paration<\/strong> de la couche limite, ce qui permet un r\u00e9tr\u00e9cissement assez rapide de la section. Le taux de contraction est g\u00e9n\u00e9ralement de l'ordre de 6, tr\u00e8s rarement sup\u00e9rieur.<\/p>\n

Nous sommes confront\u00e9s \u00e0 une l'acc\u00e9l\u00e9ration convective qui ne varie pas dans le temps mais qui d\u00e9pend uniquement de la g\u00e9om\u00e9trie de la section<\/strong>.<\/p>\n

Un autre effet du convergent est de produisent la r\u00e9duction des fluctuations longitudinales<\/strong> car l'acc\u00e9l\u00e9ration est comme un \u00e9tirement du flux.<\/p>\n

Le long du tunnel, de petits \u00e9vents sont souvent envisag\u00e9s pour adapter la pression du flux.<\/p>\n

Bilan \u00e9nerg\u00e9tique d'un laboratoire de soufflerie.<\/h3>\n

Une fois que vous avez calcul\u00e9 toutes les pertes dans le tunnel, les la derni\u00e8re \u00e9tape consiste \u00e0 d\u00e9terminer la taille et la puissance de l'h\u00e9lice<\/strong> ce qui permet de r\u00e9cup\u00e9rer les pertes et d'acc\u00e9l\u00e9rer le flux pour l'analyse dans la section d'essai.<\/p>\n

Pour compenser la la pression ou les pertes de charge<\/strong> (en termes simples) que le fluide subit dans la soufflerie, il est n\u00e9cessaire d'introduire un certain niveau de pression dans la soufflerie. quantit\u00e9 d'\u00e9nergie<\/strong> dans le fluide chaque seconde. Il est donc n\u00e9cessaire d'\u00e9quiper la soufflerie d'un ventilateur command\u00e9 par un moteur. Le moteur (typiquement un moteur \u00e9lectrique qui a l'avantage de fournir une pouss\u00e9e presque constante sans les vibrations d'un moteur alternatif) peut \u00eatre coaxial au ventilateur ou externe.<\/p>\n

\"h\u00e9lice<\/a><\/p>\n

L'h\u00e9lice de la soufflerie.<\/h4>\n

Le cas de la le moteur externe est le meilleur parce qu'il est plus blind\u00e9 et produit donc moins de perturbations sur le fluide<\/strong> (en termes acoustiques) en le chauffant encore moins. Le ou les ventilateurs sont compos\u00e9s d'une ou d'une s\u00e9rie d'h\u00e9lices coaxiales ou juxtapos\u00e9es ; dans les tunnels supersoniques, les h\u00e9lices sont de v\u00e9ritables compresseurs axiaux ou centrifuges ; ils ont pour t\u00e2che principale de transf\u00e9rer l'\u00e9nergie cin\u00e9tique fournie par le moteur au fluide sous forme d'\u00e9nergie de pression<\/strong>. Il convient de noter que, contrairement \u00e0 la croyance populaire, le ventilateur ou le compresseur fournit un saut de pression et NON un saut de vitesse. Le transfert n'est bien s\u00fbr ni adiabatique ni isentropique, ce qui signifie qu'une partie de l'\u00e9nergie cin\u00e9tique est perdue en chaleur.<\/p>\n

H\u00e9lice et ventilateurs pour la conception de la soufflerie.<\/h4>\n

Le ventilateur est plac\u00e9 en aval de l'enceinte d'essais dans une zone \u00e0 forte section pour r\u00e9duire la puissance \u00e0 fournir<\/strong>. Il doit \u00e9galement \u00eatre plac\u00e9 le plus loin possible de l'entr\u00e9e de l'enceinte d'essais<\/strong> en fonction du trajet que doit effectuer le fluide, l'id\u00e9al serait donc de le placer juste derri\u00e8re la maquette. Cependant, cette solution est d\u00e9favorable car \u00e0 la fin de l'enceinte d'essai, la vitesse est maximale pour deux raisons principales : 1) dans la chambre d'essai, l'objectif est toujours de ont la vitesse maximale<\/strong>; 2) at the end of the test chamber the boundary layer is thicker than the central area of \u200b\u200bthe test chamber, and this causes a decrease in the effective section seen by the fluid. Cela signifie que la vitesse est encore plus \u00e9lev\u00e9e qu'au d\u00e9but de l'enceinte d'essais.<\/strong>Le ventilateur est donc plac\u00e9 \u00e0 l'extr\u00e9mit\u00e9 du divergent, o\u00f9 la vitesse locale est plus faible.<\/p>\n

Pour emp\u00eacher le flux apr\u00e8s l'h\u00e9lice de tourner, j'ai \u00e9galement ins\u00e9rer des lames de stator pour redresser le courant<\/strong>.<\/p>\n

La position de l'h\u00e9lice est dict\u00e9e par les performances et le co\u00fbt.<\/p>\n

Le meilleur compromis entre la vitesse du flux d'entr\u00e9e et la turbulence du flux est de positionner l'h\u00e9lice apr\u00e8s le deuxi\u00e8me coin.<\/p>\n

Traitement de la couche limite pour les essais en soufflerie automobile.<\/h3>\n

Pour les souffleries automobiles :<\/strong><\/p>\n

\u00c0 partir du convergent, une fois que l'\u00e9coulement est redress\u00e9 et que la turbulence est r\u00e9duite, la couche limite dans la paroi inf\u00e9rieure rena\u00eet avant de p\u00e9n\u00e9trer dans la section d'essai.<\/p>\n

Pour \u00e9viter ce ph\u00e9nom\u00e8ne, deux stratag\u00e8mes sont utilis\u00e9s :<\/p>\n

– Aspiration de la couche limite en amont du mod\u00e8le par une s\u00e9rie de petits trous<\/strong>.<\/p>\n

– Bande mobile :<\/strong> tapis roulant qui permet de modifier la condition limite de vitesse nulle sur la paroi, ce qui a pour effet de ne pas former de couche limite.<\/p>\n<\/div><\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Let’s continue the analysis of closed circuit wind tunnel design. We talk about settling chamber, convergent and the requirements of the wind tunnel propeller.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":5890,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[33],"tags":[46,45,39,36],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5883"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5883"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5883\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5890"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5883"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5883"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5883"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}