Simulation d'ecoulements compressibles turbulents autour de profils oscillants par une methode numerique de haute precision

• Auteur / Autrice : Paola Cinnella
• Direction : Alain Lerat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

Dans cette etude, une methode numerique de haute precision est mise au point pour la simulation d'ecoulements compressibles instationnaires turbulents en aerodynamique. Un schema centre a cinq points, precis a l'ordre trois pour les equations d'euler, a ete construit en corrigeant l'erreur dispersive du schema classique d'ordre deux de jameson. Ce schema a ete ensuite etendu aux maillages curvilignes bi- et tridimensionnels par une methode de volumes finis de haute precision. Le flux numerique est construit a l'aide d'operateurs de discretisation ponderes, qui permettent de tenir compte des deformations du maillage. Le schema obtenu est precis a l'ordre trois sur des maillages moyennement deformes et a l'ordre deux sur des maillages tres deformes. La methode developpee a ete etendue aux equations de navier-stokes en traitant les termes visqueux de facon simple. Le schema propose a ete programme dans un code industriel et il a ete valide par des comparaisons systematiques avec le schema de jameson, programme dans le meme code : le schema de haute precision permet de reduire de facon significative l'erreur numerique au bord d'attaque de profils et d'ailes. Ensuite, le nouveau schema a ete applique a l'etude d'ecoulements autour de profils oscillants, modelisant une section de pale de rotor d'helicoptere en vol d'avancement. Un probleme difficile de decrochage du a l'interaction choc/couche limite sur un profil oscillant en regime transsonique vient demontrer la necessite de schemas de haute precision pour la simulation d'ecoulements instationnaires complexes. In fine, le nouveau schema est applique a l'etude du decrochage dynamique profond d'un profil oscillant a tres grande incidence. Pour chaque application, les influences du modele de turbulence, du maillage de calcul et de l'ordre de precision du schema sont discutees.