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Observing Vortex Flow Over a Delta Wing in a Water Tunnel

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Visualisation de l'écoulement dans un tunnel hydrodynamique : Observation d'un tourbillon sur une aile Delta

L'aile delta, montrée dans la figure 1D, est un design populaire dans les avions à grande vitesse en raison de ses superbes performances dans les régimes de vol transsoniques et supersoniques. Ce type d'aile a un petit rapport d'aspect et un angle de balayage élevé, ce qui réduit la traînée à des régimes de vol subsoniques, transsoniques et supersoniques élevés. Le rapport d'aspect est défini comme la portée de l'aile divisée par l'accord moyen.

Un avantage important de l'aile delta est son angle de décrochage élevé. Le décrochage d'une aile delta est retardé par rapport au décrochage d'une aile à rapport d'aspect élevé. C'est parce que l'ascenseur d'une aile delta est renforcée par le vortex d'avant-garde au-dessus de l'aile.

Un moyen efficace d'observer ce phénomène d'écoulement du vortex et d'étudier la dégradation du vortex dans une aile delta est de visualiser le débit dans un tunnel d'eau. En injectant du colorant dans le flux entourant un modèle à partir de ports de teinture à la fine pointe, on peut observer le développement et la dégradation du vortex et mesurer sa position. Les données peuvent également être utilisées pour estimer l'angle de décrochage.

Figure 1. Formes typiques de plandif ile : A) Rectangulaire, avec l'accord constant le long de la travée, B) elliptique, C) conique, avec l'accord variable le long de la travée, et D) aile delta, une aile arrière balayée avec le rapport de cône zéro.

1. Préparation du tunnel d'eau

  1. Obtenir trois contenants de 500 ml et remplir chaque contenant au moins à moitié plein de colorant. Il devrait y avoir un récipient avec la teinture bleue, un avec le colorant vert et un avec le colorant rouge. La concentration n'est pas importante parce que le débit de colorant sera ajusté en conséquence.
  2. Installer l'aile delta sur son support dans le tunnel d'eau. Fixez le support C-strut au tunnel d'eau avec des vis, en gardant l'angle de lacet...

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À partir de l'expérience, nous pouvons identifier la dégradation du vortex, telle qu'illustrée dans la figure 4. La distance entre l'apex de l'aile et la dégradation du vortex peut être mesurée à l'aide de l'échelle dessinée dans l'aile (figure 4B). Au cours de l'expérience, l'angle d'attaque de l'aile a été augmenté progressivement, et l'emplacement de la dégradation du vortex, lb, en ce qui concerne l'apex de l'aile, a été mesuré. L'emplacement de l...

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En utilisant la visualisation du débit dans un tunnel d'eau, les emplacements de dégradation du vortex pour divers angles d'attaque dans une aile delta ont été identifiés. La visualisation des débits dans un tunnel d'eau est effectuée en injectant du colorant à des endroits spécifiques du champ d'écoulement. Le colorant suit le flux, ce qui nous permet d'observer les lignes de stries de flux. Cette méthode est similaire à la technique de visualisation de la fumée qui est utilisée dans une soufflerie. Cepend...

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