EVAluation de la Pression et des fORces par diagnostics optiques – EVAPOR

Ce projet s'inscrit dans l'axe « fluides, structures » et les sous-axes « écoulements fluides » et « propulsion et écoulements énergétiques » des thématiques de la DGA. Il a pour objectif d’évaluer la pression et les efforts en champs proche et lointain à partir des seules mesures optiques non intrusives planes (champ lointain) et volumiques (champ proche) des vitesses. Malgré les progrès substantiels réalisés par la simulation numérique en mécanique des fluides au cours des deux dernières décennies, les approches expérimentales destinées à l'étude des phénomènes complexes demeurent essentielles pour la compréhension des mécanismes physiques sous-jacents et l’étude des problèmes d’intérêt industriel, ainsi que pour la génération de bases de données de validation de codes de simulation numérique suffisamment documentées. Néanmoins, la mesure simultanée et hautement résolue de la vitesse et de la pression reste aujourd’hui un enjeu majeur pour la validation des codes instationnaires. Alors que différents diagnostics existent pour les mesures d’écoulement, l’un des plus couramment utilisés aujourd’hui reste la PIV (Particle Image Velocimetry), qui est appliquée dans presque tous les domaines de la mécanique des fluides. Cette technique offre le double avantage de fournir en même temps une visualisation de l’écoulement et des mesures quantitatives de vitesse. De plus elle est non intrusive. Récemment, le développement de la Tomo-PIV a démontré la possibilité d'obtenir des mesures tridimensionnelles de champs de vitesse dans un volume de taille significative. Malgré que certaines limites de la technique de mesure demeurent aujourd'hui, comme la sensibilité de la reconstruction à l'étalonnage, la nécessité de disposer d’un accès optique suffisant pour l'enregistrement à l’aide de nombreuses caméras, le fait même que les 3 composantes de la vitesse soient mesurées dans un volume est un atout majeur ensuite pour évaluer des grandeurs comme la pression ou les efforts dans les écoulements aérodynamiques ou hydrodynamiques. Dans le cadre de ce projet, les partenaires bénéficiant de l’expérience d’un projet Européen partiellement sur la même problématique, proposent de nouvelles approches pour évaluer la pression en 3D qu’ils compareront à l’état de l’art mais également l’évaluation des efforts en champ proche et en champ lointain. Ce travail se décomposera en une étape de développement des outils d’évaluation de la pression et des efforts qui sera validée sur des résultats obtenus par une simulation numérique. Les deux autres étapes seront l’application de ces méthodes sur un écoulement autour d’un profil flexible de type foil en hydrodynamique qui présente la difficulté d’avoir des frontières mobiles et variables et autour d’un modèle générique d’UCAV dans une soufflerie aérodynamique se rapprochant des problématiques industrielles. L’objectif final est de comparer les méthodes développées sur ces deux types d’écoulement et bien entendu de rendre les outils suffisamment simples et flexibles pour ensuite les diffuser et les appliquer dans le milieu industriel.