Etude numérique de l'interaction entre un tourbillon d'un profil d'aile par la méthode des singularités

Etude numérique de l'interaction entre un tourbillon d'un profil d'aile par la méthode des singularités PDF Author: Priyono Eko Sanyoto
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Languages : fr
Pages : 137

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Etude numérique de l'intéraction entre un tourbillon et un profil d'aile par la méthode des singularités

Etude numérique de l'intéraction entre un tourbillon et un profil d'aile par la méthode des singularités PDF Author: PRIYONO EKO.. SANYOTO
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Languages : fr
Pages : 148

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L'INTERACTION ENTRE UN PROFIL NACA 0012 ET UN TOURBILLON EST ETUDIEE NUMERIQUEMENT PAR LA METHODE DES SINGULARITES. LE CONTOUR ETANT DIVISE EN SEGMENTS DE DROITE, UNE REPARTITION DE SOURCES ET DE TOURBILLONS PERMET DE SIMULER L'ECOULEMENT PORTANT AUTOUR DU PROFIL. CETTE REPARTITION EST DETERMINEE PAR L'UTILISATION D'UNE CONDITION DE GLISSEMENT SUR LE PROFIL ET D'UNE CONDITION DE CHARGE NULLE AU BORD DE FUITE. LE SILLAGE EST ENFIN MODELISE PAR DES SEGMENTS TOURBILLONNAIRES QUI PERMETTENT DE PRENDRE EN COMPTE LA VARIATION DE LA CIRCULATION AUTOUR DU PROFIL. UN MODELE DE TOURBILLON AVEC NOYAU VISQUEUX AYANT ETE CHOISI, NOUS AVONS SIMULE SA DESINTEGRATION LORS DE LA COLLISION EN LE REPRESENTANT PAR 3, 7 ET 61 TOURBILLONS SUR LESQUELS NOUS AVONS REPARTI UNIFORMEMENT SON INTENSITE. LES RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS, SONT COMPARES A DES RESULTATS EXPERIMENTAUX D'UNE PART ET A DES RESULTATS DONNES PAR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES D'AUTRE PART. IL APPARAIT CLAIREMENT QUE SI L'ON VEUT MODELISER UN TOURBILLON UNIQUE PAR PLUSIEURS TOURBILLONS, IL FAUDRAIT QUE LE NOMBRE DE CES DERNIERS SOIT SUPERIEUR A TROIS A CAUSE DE L'INFLUENCE PRIMORDIALE DE LEUR DISPOSITION RELATIVE ET DE LEUR ORIENTATION INITIALE DANS CE CAS. LA COMPARAISON ENTRE LES MODELES A SEPT TOURBILLONS ET A NUAGE DE 61 TOURBILLONS, MONTRE ENFIN QUE LE CHOIX PEUT SE FAIRE SELON UN CRITERE DE PRECISION/TEMPS DE CALCUL TANT QUE LA TAILLE DU TOURBILLON RESTE EN DECA D'UNE VALEUR POUR LAQUELLE L'INFLUENCE DE LA DISPOSITION RELATIVE DES SEPT TOURBILLONS N'EST PAS TRES IMPORTANTE

Etude expérimentale et théorique de l'interaction aérodynamique entre un tourbillon d'extrémité d'aile et une surface portante en oscillation

Etude expérimentale et théorique de l'interaction aérodynamique entre un tourbillon d'extrémité d'aile et une surface portante en oscillation PDF Author: Frédéric Pous
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Languages : fr
Pages : 124

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Cette thèse s'inscrit dans le cadre des études sur l'interaction tourbillon-surface portante, que l'on rencontre dans l'aérodynamique des voilures tournantes. Les travaux effectués sous le double aspect expérimental et théorique, visent à caractériser les effets instationnaires engendrés par un tourbillon d'extrémité sur un profil aval bidimensionnel oscillant en mouvement de tamis longitudinal. Dans un premier temps, l'étude expérimentale complète du tourbillon d'extrémité émis par la demi-aile montre que les caractéristiques instantanées de celui-ci sont fortement modifiées par l'oscillation du profil aval. Dans un deuxième temps, le comportement global, ainsi que les grandeurs locales sur le profil recepteur, sont évalués expérimentalement. En régime non décollé l'effet principal de l'interaction se situe sur le coefficient de moment, tandis que le décrochage dynamique reste prépondérant pour les grandes incidences géométriques. Sur le plan théorique, le code de calcul, repose sur la méthode des singularités, couplée à une configuration de nappe plane et rigide, formée de tourbillons en fer à cheval. L'influence réciproque du recepteur sur l'émetteur est introduite par l'intermédiaire de la loi expérimentale d'évolution de la circulation du tourbillon émis. Des confrontations calcul-expérience ont été réalisées dans différentes configurations d'écoulement en régimes stationnaire ou instationnaire et les résultats de ces confrontations montrent un bon accord, principalement sur les grandeurs instantanées

Interaction entre un tourbillon et un profil d'aile

Interaction entre un tourbillon et un profil d'aile PDF Author: Eliane Allain
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Languages : fr
Pages : 222

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LES PROPRIETES DE L'ECOULEMENT AU VOISINAGE PROCHE D'UN PROFIL NACA 0012 LORS DE SON INTERACTION AVEC UN TOURBILLON INCIDENT SONT ETUDIEES NUMERIQUEMENT A PARTIR DE DONNEES EXPERIMENTALES DE PRESSION. POUR CELA, L'EQUATION D'EULER ET LES EQUATIONS DE COUCHE LIMITE BIDIMENSIONNELLE INSTATIONNAIRE SONT RESOLUES PAR UNE METHODE DE DIFFERENCES FINIES. DIFFERENTES INCIDENCES DU PROFIL ET POSITIONS VERTICALES AMONT DU TOURBILLON SONT ANALYSEES. LES PARAMETRES INFLUENCANT L'INTERACTION ONT AINSI ETE MIS EN EVIDENCE, DE MEME QUE LES PERTURBATIONS ENGENDREES DANS LA COUCHE LIMITE PAR LE PASSAGE DU TOURBILLON SUR LE PROFIL

Etude expérimentale de l'écoulement instationnaire bidimensionnel autour d'un profil d'aile en interaction forte avec un tourbillon

Etude expérimentale de l'écoulement instationnaire bidimensionnel autour d'un profil d'aile en interaction forte avec un tourbillon PDF Author: Dominique Fayoux
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Languages : fr
Pages : 268

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EN SOUFFLERIE SUBSONIQUE, ON ETUDIE L'INTERACTION FORTE BIDIMENSIONNELLE ENTRE UN PROFIL NACA 0012 ET UN TOURBILLON. CELUI-CI EST GENERE PAR LE DECROCHAGE DYNAMIQUE D'UN PETIT PROFIL MIS RAPIDEMENT EN INCIDENCE. L'ECOULEMENT INSTATIONNAIRE EST CARACTERISE PAR LA MESURE DES CHAMPS INSTANTANNES DE VITESSE ET DE PRESSION AUTOUR DU PROFIL AINSI QUE DE LA VITESSE DANS LA COUCHE LIMITE SUR L'EXTRADOS DE L'AILE. L'INTERACTION EST ETUDIEE POUR PLUSIEURS INCIDENCES DU PROFIL ET PLUSIEURS POSITIONS VERTICALES D'EMISSION DU TOURBILLON. L'ENSEMBLE DES RESULTATS EST ANALYSE ET COMPARE AUX RESULTATS DE LA LITTERATURE

ETUDE NUMERIQUE DE L'INTERACTION TOURBILLON-PAROI PAR UNE METHODE PARTICULE-MAILLAGE

ETUDE NUMERIQUE DE L'INTERACTION TOURBILLON-PAROI PAR UNE METHODE PARTICULE-MAILLAGE PDF Author: GHITA.. MANGOUB
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LE TRAVAIL CONSISTE A DEVELOPPER UN ALGORITHME QUI PERMET L'ETUDE D'ECOULEMENTS PLANS DE FLUIDES VISQUEUX INCOMPRESSIBLES EN PRESENCE DE CONCENTRATIONS TOURBILLONNAIRES. UNE PREMIERE ETUDE AVEC UNE METHODE PARTICULE MAILLAGE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE DES PHENOMENES OBSERVES EXPERIMENTALEMENT. CEPENDANT, CETTE METHODE PRESENTE UNE CERTAINE LIMITATION, EN PARTICULIER LORSQUE LES ZONES OU LE TOURBILLON EST CONCENTRE SONT TRES PERTURBEES. CE PROBLEME PEUT SE POSER PAR EXEMPLE LORS DE L'INTERACTION D'UN TOURBILLON CONCENTRE AVEC UNE PAROI SOLIDE. UNE AMELIORATION DE CET ALGORITHME EST PROPOSEE. ELLE CONSISTE EN UNE DECOMPOSITION DES INCONNUES DU PROBLEME EN UNE PARTIE FLUCTUANTE REPRESENTEE PAR LES PARTICULES ET UNE PARTIE MOYENNE CALCULEE PAR DIFFERENCES FINIES. UNE METHODE DE CORRECTION LOCALE EST UTILISEE POUR LE CALCUL DE LA PARTIE FLUCTUANTE DE LA VITESSE. POUR LE TOURBILLON, ON PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE DU TRAITEMENT DE LA DIFFUSION. L'ALGORITHME COMPLET EST D'UNE TRES GRANDE PRECISION. IL EST UTILISE POUR L'ETUDE DU PROBLEME D'ENROULEMENT DE NAPPE TOURBILLONNAIRE AINSI QUE CELUI DE L'INTERACTION D'UN TOURBILLON CONCENTRE AVEC UNE PAROI SOLIDE

Etude de l'interaction 2D entre un profil d'aile et un sillage tourbillonnaire généré par le décrochage dynamique d'un profil d'aile

Etude de l'interaction 2D entre un profil d'aile et un sillage tourbillonnaire généré par le décrochage dynamique d'un profil d'aile PDF Author: André Castex
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Languages : fr
Pages : 192

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ESSAI EN SOUFFLERIE D'UNE CONFIGURATION BIDIMENSIONNELLE CONSTITUEE DE DEUX PROFILS D'AILE DONT L'UN EST ANIME EN AMONT D'UNE OSCILLATION DE TAMIS DANS DES CONDITIONS DE DECROCHAGE DYNAMIQUE ET L'AUTRE IMMOBILE EST PLACE EN DIFFERENTES POSITIONS DU SILLAGE TOURBILLONNAIRE EMIS PAR LE PREMIER PROFIL. MISE EN EVIDENCE DE VARIATIONS SIMULTANEES DE VITESSE ET D'INCIDENCE. MODELISATION DES EFFETS NON-LINEAIRES OBSERVES

Etude numérique d'écoulements tourbillonnaires de sillage d'avion

Etude numérique d'écoulements tourbillonnaires de sillage d'avion PDF Author: Laurent Nybelen
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Languages : fr
Pages : 150

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Le sillage d'avion est composé de plusieurs tourbillons énergétiques dont la durée de vie peut atteindre plusieurs minutes. Ils peuvent représenter un danger pour un avion suiveur en raison d'un fort moment de roulis induit. Le travail présenté ici contribue à la connaissance du comportement de ces tourbillons à l'aide de simulations numériques directes et aux grandes échelles. Différents aspects de la dynamique des tourbillons ont été étudiés. Le premier concerne la propagation et la collision de fronts d'onde le long d'un tourbillon. Ces fronts peuvent être générés lors de la reconnection des tourbillons contrarotatifs dans le champ lointain du sillage (instabilité de grande longueur d'onde). Les caractéristiques de la propagation et de ses conséquences ont été mises en évidence, ainsi qu'un critère objectif d'apparition du phénomène d'explosion tourbillonnaire (contribue fortement à la dissipation du sillage). Par le biais de simulations temporelles, une étude paramétrique a ensuite été menée pour caractériser et quantifier l'interaction entre un tourbillon et un jet de moteur. Les résultats obtenus montrent que l'écoulement de jet a pour effet de diminuer le pic de vitesse des tourbillons en condition de croisière. En conditions hypersustentées, le jet peut être suffisamment puissant pour mener à la déstructuration du tourbillon. Le dernier phénomène étudié est la fusion des tourbillons corotatifs émis en bout d'aile et de volet. L'approche temporelle a permis d'étudier ce processus dans des conditions stables et instables sans vitesse axiale, pour deux modèles de tourbillons. Des conditions limites adaptées ont par la suite été implantées dans le but d'effectuer des simulations spatiales de ce processus de fusion. Ce type de simulation permet en outre de prendre en compte la torsion du système tourbillonnaire et l'influence d'une vitesse axiale. Deux configurations d'écoulements ont été simulées et ont permis de montrer la complexité des mécanismes instationnaires existants. Cette thèse a été réalisée au CERFACS dans le cadre du projet européen FAR-Wake.

Analyse de l'interaction entre un jet turbulent et un tourbillon

Analyse de l'interaction entre un jet turbulent et un tourbillon PDF Author: Guillaume Depommier
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Languages : fr
Pages : 170

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Cette thèse a pour but l'analyse de l'interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage, dans la phase dite d'interaction du régime de sillage. C'est à dire lorsque le jet s'enroule autour du tourbillon car sa vitesse axiale n'est plus suffisamment élevée pour résister à l'attraction de ce tourbillon. Il y a alors un changement dans la nature de la turbulence du jet : des structures tourbillonnaires plus intenses émergent et perturbent le tourbillon autour duquel elles s'enroulent. Parmi les mécanismes physiques intervenant au cours de l'interaction, le travail effectué au cours de cette thèse a permis de déterminer quels étaient les mécanismes majeurs, ainsi que leur origine et leur enchaînement. Pour cela, nous avons dans un premier temps mis au point un outil d'analyse adapté à notre étude, basé sur une méthode de décomposition du champ de vitesse globale en la somme des champs de vitesse induite par chacune des structures tourbillonnaires. Dans un deuxième temps, l'ensemble des fonctionnalités de cet outil ont été validées à l'aide de différents tests, qui ont par ailleurs permis de faire le point sur certaines limites de la méthode. Une fois cet outil validé, il a été utilisé sur quatre simulations de l'interaction jet/tourbillon effectuées à l'aide d'un solveur qui résout les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles pour un fluide compressible. Cette analyse comparative a permis de mettre en évidence les mécanismes propres à l'interaction et d'éliminer les phénomènes induits par les différents paramètres de la simulation. Une fois cette dépendance levée, l'étude s'est focalisée sur l'analyse des mécanismes dominants en identifiant leur origine, i.e. la structure tourbillonnaire à l'origine du mécanisme, et leur action, en les confrontant à des mécanismes issus de la littérature. On a ainsi pu, entre autres, mettre en valeur les mécanismes d'intensification des structures tourbillonnaires issues du jet, la déformation du tourbillon axial par ces mêmes structures et la création d'excroissances de vorticité azimutale sur le tourbillon axial. Enfin, cette étude a permis de construire un scénario de l'interaction jet/tourbillon qui pourra servir de base pour une étude de cette interaction dans une démarche de contrôle.

Contribution à l'étude de l'interaction aérodynamique aile-fuselage dans le domaine incompressible

Contribution à l'étude de l'interaction aérodynamique aile-fuselage dans le domaine incompressible PDF Author: Imad Mansour
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Languages : fr
Pages : 246

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LE TRAVAIL DE THESE SE RAPPORTE A L'ETUDE DANS LE DOMAINE INCOMPRESSIBLE FLUIDE PARFAIT, DE L'INTERACTION AERODYNAMIQUE ENTRE UN FUSELAGE CYLINDRIQUE ET D'UNE AILE RECTANGULAIRE, QUE CELLE-CI SOIT DE GRAND OU DE FAIBLE ALLONGEMENT (APPLICATION A UN AVION OU A UN MISSILE). DANS UNE PREMIERE PARTIE SONT RAPPELEES TOUTES LES METHODES A CARACTERE ANALYTIQUE PERMETTANT A LA FOIS DE COMPRENDRE LE MECANISME DE L'INTERACTION ET D'EN EFFECTUER UN CALCUL SIMPLE MAIS APPROCHE. DANS UNE DEUXIEME PARTIE SONT DEVELOPPEES DEUX METHODES DEBOUCHANT SUR UN TRAITEMENT NUMERIQUE DU PROBLEME. LA PREMIERE METHODE COMBINE DEUX THEORIES LINEARISEES A SAVOIR LA THEORIE DE LA LIGNE PORTANTE DE PRANDTL POUR LE TRAITEMENT DE L'AILE DE GRAND ALLONGEMENT ET CELLE DES CORPS ELANCES POUR CELUI DU FUSELAGE. LA DEUXIEME METHODE EST CELLE DITE DES SINGULARITES QUI TRAITE DE FACON EXACTE LES CONDITIONS AUX LIMITES EN RESTREIGNANT TOUTEFOIS L'ETUDE AU CAS OU LA NAPPE TOURBILLONNAIRE, ISSUE UNIQUEMENT DU BORD DE FUITE DE L'AILE RESTE PLANE (NAPPE NON EQUILIBREE). CETTE METHODE A PERMIS D'ETABLIR UN ENSEMBLE DE VALEURS DE REFERENCE QUI A SERVI DE BASE DE COMPARAISON AVEC LES RESULTATS ISSUS D'UNE METHODE SEMI-EMPIRIQUE PROPOSEE PAR L'AUTEUR. LE PRINCIPE DE CETTE DERNIERE REPOSE SUR LE REMPLACEMENT DE L'AILE MONTEE SUR LE FUSELAGE PAR UNE AILE EQUIVALENTE ISOLEE. DE MISE EN UVRE TRES SIMPLE, NECESSITANT PEU DE TEMPS DE CALCUL, CETTE METHODE SEMI-EMPIRIQUE PERMET, A PEU DE FRAIS, D'OBTENIR DES RESULTATS TRES PROCHES DE CEUX OBTENUS PAR LA METHODE DES SINGULARITES. ENFIN DES ESSAIS EN SOUFFLERIE SUR UN FUSELAGE MUNI D'AILETTES D'ALLONGEMENT VARIABLE, ONT FOURNI LES RESULTATS EXPERIMENTAUX PERMETTANT DE CONFIRMER L'APTITUDE DE LA METHODE PROPOSEE PAR L'AUTEUR A CALCULER LES COEFFICIENTS D'INTERACTION AUX INCIDENCES FAIBLES OU MODEREES.