The effect of freestream turbulence on wing tip vortex meandering - DAAA ONERA
Communication Dans Un Congrès Année : 2024

The effect of freestream turbulence on wing tip vortex meandering

L'effet de la turbulence sur les méandres du tourbillon d'extrémité d'aile

Résumé

The effect of freestream turbulence (FST) on a wing tip vortex was investigated at a chord-based Reynolds number of Rec = U∞c/ν = 1.04 × 105. Experiments were conducted at four FST levels, 0.30%, 1.84%, 7.70%, and 13.25 %, generated by an active grid. Stereoscopic PIV measurements document the effects of freestream turbulence on the meandering motion of the wing tip vortex at the near field and middle field of a NACA0012 wing, i.e., planes x/c = [2, 5] downstream from the trailing edge of the wing. Conditional averaging based on recentring the coordinate system on the vortex center has been used to eliminate the influence of vortex motion. When the analysis was conditionally averaged on the vortex’s core position, a reduction in vortex strength with increasing FST, along with a slight increase in diffusion was observed for the highest FST. Snapshot proper orthogonal decomposition analysis on the coherent component of the streamwise vorticity field revealed two dominant modes associated with meandering displacement for all FST. For the highest turbulent case, vortex deformation instability modes, not present at low FST, appear.
L'effet de la turbulence dans l'écoulement libre (FST) sur un tourbillon d'extrémité d'aile a été étudié à un nombre de Reynolds basé sur la corde de Rec = U∞c/ν = 1,04 × 105. Les expériences ont été menées à quatre niveaux de FST, 0,30 %, 1,84 %, 7,70 % et 13,25 %, générés par une grille active. Les mesures PIV stéréoscopiques documentent les effets de la turbulence de l'écoulement libre sur le mouvement sinueux du tourbillon d'extrémité d'aile dans le champ proche et le champ moyen d'une aile NACA0012, c'est-à-dire les plans x/c = [2, 5] en aval du bord de fuite de l'aile. Une moyenne conditionnelle basée sur le recentrage du système de coordonnées sur le centre du tourbillon a été utilisée pour éliminer l'influence du mouvement du tourbillon. Lorsque l'analyse a été moyennée conditionnellement sur la position du centre du tourbillon, une réduction de la force du tourbillon avec l'augmentation de la FST, ainsi qu'une légère augmentation de la diffusion ont été observées pour la FST la plus élevée. L'analyse de la décomposition orthogonale propre à l'instantané sur la composante cohérente du champ de vorticité dans le sens de l'écoulement a révélé deux modes dominants associés au déplacement dans les méandres pour toutes les FST. Pour le cas de turbulence le plus élevé, des modes d'instabilité de déformation tourbillonnaire, non présents à faible FST, apparaissent.
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Dates et versions

hal-04704167 , version 1 (20-09-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04704167 , version 1

Citer

Marie Couliou, Girish K. Jankee, Srikar Yadala Venkata, Ingrid Neunaber, R. Jason Hearst. The effect of freestream turbulence on wing tip vortex meandering. 13th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP13), Jun 2024, Montreal, Canada. ⟨hal-04704167⟩
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