Simulation d'écoulements de fluide parfait autour de corps déformables : application à l'aéroelasticité des lanceurs

par Thierry, Guillaume

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Claude Basdevant.

Soutenue en 1998

à Paris 13 .

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Résumé

Ce memoire de these est consacre a l'etude des methodes numeriques de prediction de l'aerodynamique instationnaire pour l'analyse des phenomenes d'aeroelasticites des lanceurs. Un code de calcul aerodynamique permettant a terme une integration directe du systeme couple fluide-structure dans le domaine temporel a ete mis en oeuvre. La methode arbitrary lagrangian eulerian a ete retenue. Elle permet la resolution du systeme des equations d'euler en maillage deformable. Elle a ete developpee dans le code de mecanique des fluides compressibles flu3m. La discretisation utilisee est de type volumes finis avec flux decentres. La discretisation proposee par nkonga en maillages non structures a ete etendue aux maillages structures. Apres une etude theorique sur l'equation de convection, permettant de mettre en evidence les difficultes engendrees par les deformations du maillage, on s'interesse au systeme non lineaire des equations d'euler. Plusieurs approximations verifiant ou non les lois de conservation geometriques sont envisagees. Les schemas temporels implicites de euler et de ianelli-baker sont adaptes a la formulation a. L. E pour l'etude des phenomenes instationnaires lents. La variation de la methode est effectuee par une comparaison avec l'exeperience, lorsque le lanceur ariane4 se deforme selon son troisieme mode dans le plan de tangage. L'interet du caractere pleinement instationnaire de la methode a. L. E par rapport aux methodes quasi-stationnaires couramment utilisees dans l'industrie pour les etudes de stabilites est mis en evidence.

Titre traduit

Simulation of inviscid flows around deformable bodies application to launcher aeroelasticity

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