Méthode pas à pas en temps pour l'aérodynamique instationnaire des rotors d'hélicoptère

• Auteur / Autrice : Gaëlle Le Bouar Coppens
• Direction : Michel Mudry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hélicoptères

Résumé

Ce mémoire de thèse est consacré à la réalisation et à la validation d'un modèle de calcul pas à pas dans en temps de l'aérodynamique des rotors d'hélicoptère en écoulement instationnaire pour des configurations de vols quelconques (vols d'avancement, vols de manœuvre,). Le modèle est base sur la théorie générale des nappes tourbillonnaires en écoulement instationnaire développé par Mudry. Ainsi, le sillage est représenté par un couple ($$, $$) ou $$ définit la géométrie du sillage et $$ caractérise sa densité tourbillonnaire. Les pales sont assimilées a des lignes portantes, et le sillage est discrétisé en panneaux tourbillonnaires sur lesquels on considère une distribution de saut de potentiel d'ordre un. L’équation de transport est résolue par une méthode lagrangienne. Le logiciel ainsi développe possède des performances intéressantes du point de vue numérique (place mémoire et temps de calcul). Afin de traiter tous les cas de vols, l'instationnarité de l'écoulement est prise en compte à partir de la théorie de la ligne portante instationnaire telle qu'elle est présentée par Guermond et Sellier. Un effort particulier a ainsi porte sur l'interprétation des différentes contributions sur la circulation instationnaire afin d'aboutir à une formulation des portances et moment instationnaires. Différents calculs ont été réalisés en configuration de vol stabilisé. L’influence de l'instationnaire diminue le déphasage calcul-expérience par rapport aux résultats issus de la méthode quasi stationnaire. Une simulation de vol de manœuvre met en évidence l'étendue des applications du modèle. Une analyse de la décomposition des circulation, portance et moment permet d'étudier la contribution de l'instationnarite sur les résultats aérodynamiques dans chacune des configurations de vol.