SINAPS — SImulation Numérique d’écoulements en présence d’ Actionneurs PlasmaS

Ce projet ASTRID a pour objectif la réalisation de simulations numériques de l’interaction d’un actionneur plasma avec un écoulement. Trois groupes d’actionneurs plasma ont été identifiés. Le premier concerne les dispositifs générant des plasmas par des microondes ou des lasers : ils visent à déposer de l’énergie thermique dans un écoulement subsonique ou supersonique. Le second utilise le principe des DBD (Décharges à Barrière Diélectrique) où une quantité de mouvement est déposé près de la paroi. Le troisième regroupe les jets synthétiques par plasma qui induisent des micro-jets pouvant atteindre 300m/s à l‘issue d’une décharge électrique dans une microcavité. L’enjeu scientifique de SINAPS est de modéliser l’interaction plasma/fluide, point clé de l’identification de stratégies de contrôle. Des outils de calcul (modèles, modules de code,…) permettant de réaliser des expérimentations numériques fiables seront développés au cours de ce projet. Ils doivent permettre d’améliorer la conception de nouveaux actionneurs plasma dans des configurations aérodynamiques d’intérêt et ainsi de contribuer significativement à l’optimisation des performances aérodynamiques des avions. Cette proposition ASTRID s’appuie sur les travaux du groupe de Recherche et Technologie de l’OTAN intitulé Advanced Vehicle Technology (AVT 190) auquel plusieurs partenaires du projet participent et dont l’un des objectifs est d’établir une base de données fiable de travaux expérimentaux et numériques pour les actionneurs plasma, sur des cas tests standardisés et réalisés conjointement par différents laboratoires américains (US) et européens. Les travaux proposés dans SINAPS bénéficieront ainsi d’un cadre d’échanges internationaux nécessaire à la validation de calculs numériques complexes que ce soit par l’expérience ou par comparaison avec d’autres modélisations. Les applications visées dans SINAPS sont duales : elles concernent l’amélioration de performances des aéronefs militaires et civiles telles que la réduction de la traînée de pression ou de frottement et l’amélioration de la manoeuvrabilité. Elles concernent plus globalement l’industrie aéronautique civile et militaire face aux défis environnementaux des vingt prochaines années.