Evaluation de la traînée d'un avion de transport à partir de calculs numériques de mécanique des fluides

Transport aircraft drag extraction using fluid dynamics computations

• Auteur / Autrice : Sébastien Esquieu
• Direction : Jean-Paul Caltagirone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Mécanique des fluides et aérodynamique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Avions de transport

Navier-Stokes, Équations de

Traînée (aérodynamique)

Résumé

Ce travail de thèse se focalise sur l'évaluation de la traînée des avions de transport subsoniques à partir des techniques CFP. La modélisation utilisée aujourd'hui en conception est celle des équations de Narvier-Stokes moyennées. à partir de solutions numériques de ces équations, la traînée peut-être calculée de deux manières : méthode champ proche (intégration directe) et méthode champ lointain (anlayse du champ). Pour une définition optimale des formes aérodynamiques, seule la seconde méthode est en mesure de répondre aux besoins des concepteurs. Pour les configurations tridimensionnelles complexes, les méthodes multiblocs structurées peuvent conduire à des tailles de grilles prohibitives pour les ressources informatiques (temps CPU et mémoire). Afin d'assurer un meilleur compromis entre qualité de raffinement et dimensions du maillage, des variantes de l'approche structurée sont considérées. La technique Patched Grid (raccords partiellement coincidents) est retenue comme solution alternative et son degré de fiabilité pour la précision de la traînée est évalué par l'étude de cas de complexité croissante. De plus, une nouvelle formulation théorique fait l'objet d'une évaluation numérique et le cas particulier des configurations motorisées est également traité.

This thesis focuses on drag prediction of subsonic transport aircraft using CFD computations. Drag can be extracted for munmerical flow solutions either by surface integration (near-field method) or through a field analysis (far-field method). For the definnition of optimala erodynamic shapes, only the second method provides useful informations for the designers. For complex tridimendional configurations, it is almost impossible to generate good quality structured meshes ensuring accurate numerical solutions, especially with respect to drag prediction, without creating a prohibition number of nodes for the comutations (CPU time and memory). The Patched Grid technique (partially cöincident connections) is chosen as an alternative and its ability to provide reliable drag predictions is evaluated by considering test cases of increasing complexity. Furthermore, a new theorical formulation is numerically evaluatid and the motorised configurations are considered with structured and unstructured meshes.