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Languages: French
Types: Article
Subjects: Actionneurs plasma, Décharges couronnes, Vent ionique, Simulation numérique, Couplage plasma/aérodynamique, 532
Des études antérieures ont montré la possibilité d’agir sur des écoulements d’air subsoniques par l'intermédiaire d'actionneurs électriques générant le phénomène du vent ionique. Des mesures indiquent des gains de vitesse de quelques mètres par seconde. Ces actionneurs ne nécessitent ni apport supplémentaire de masse, ni pièce mobile et peuvent être utilisés sur une très large gamme de fréquences. Le but de cette thèse est de modéliser et de développer un outil numérique capable de simuler la génération de plasma dans les décharges couronnes et son interaction avec l'aérodynamique. La configuration étudiée est composée de deux électrodes filaires posées ou incrustées sur une plaque diélectrique et portées à de forts potentiels positifs et/ou négatifs. Grâce à un modèle physique et numérique, le développement de la décharge est simulé en géométries pseudo 1D et 2D. Une étude paramétrique poussée montre une interaction forte entre les deux zones de création du gaz ionisé, situées près des électrodes. L'action sur l'aérodynamique s’explique par le transport des particules chargées dû au champ électrique et leur collision avec les molécules neutres de l'écoulement. Un modèle de couplage des phénomènes électriques et aérodynamiques aboutit à la simulation du vent ionique. L'effet des actionneurs obtenu est en accord avec des mesures effectuées en parallèle de cette thèse. Previous studies showed the possibility of acting on subsonic flows of air via electric actuators generating the phenomenon of the ionic wind. Measurements indicate velocity gains of several meters per seconds. These actuators require neither additional mass supply, nor moving part and can be used on a very wide frequency band. The goal of this PhD thesis is to model and develop a numerical tool able to simulate the plasma generated by corona discharges and its interaction with aerodynamics. The studied configuration is composed of two thin wires flush mounted on a dielectric plate and set to high positive or negative voltages. Thanks to physical and numerical models, the discharge development is simulated in pseudo 1D and 2D configurations. A parametric study demonstrates the strong interactionexisting between the two zones of creation of ionized gas, located close to the electrodes. The action on aerodynamics is explained by the motion of charged particles due to the electricfield and by their collision with neutral molecules of the airflow. A model of the coupling of electric and aerodynamic phenomena leads to the simulation of the ionic wind.The final effect on aerodynamics is in agreement with measurements conducted in parallel of this work.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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