Thèse soutenue

Simulation et modélisation de l'aérodynamique des configurations complexes d'avions

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Auteur / Autrice : Marcus Barth
Direction : Bertrand Aupoix
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE

Résumé

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La prévision de l’aérodynamique des configurations complexes d’avion joue un rôle central dans le développement des avions, tant en termes de conception (e. G. L’optimisation des éléments hyptersustentateurs) qu’en termes de prévision des caractéristiques aérodynamiques de l’avion (e. G. La prévision des performances et des qualités de vol). Cette thèse s’attache uniquement au deuxième aspect, c’est-à-dire à la prévision des caractéristiques aérodynamiques de l’avion. Les configurations d’avion étudiées comprennent des configurations d’avion hypersustentées et des configurations innovantes équipées de moteurs à hélices contrarotatives (CROR). La thèse s’articule en trois parties. Dans la première partie, les méthodes numériques pour l’aérodynamique des configurations d’avion hypersustentées sont étudiées, en s’attachant à la modélisation de la turbulence. Cette étude amène ainsi à la définition de la stratégie de simulation. Dans la deuxième partie, cette stratégie de simulation est appliquée à un avion en configuration hypersustentée afin de mieux comprendre l’impact de l’effet de sol et de l’effet de jet sur ses caractéristiques aérodynamiques. L’analyse des résultats numériques pose les bases d’une nouvelle approche pour la modélisation de ces effets. La troisième partie s’intéresse à l’aérodynamique des moteurs à hélices contrarotatives. La stratégie de simulation est étendue au CROR et validée sur la base d’essais en soufflerie. Cette stratégie de simulation est ensuite appliquée à un avion de concept à basse et à grande vitesse afin de déterminer l’impact du CROR sur ses caractéristiques aérodynamiques. Les résultats des présents travaux permettent ainsi de fournir des prévisions des caractéristiques aérodynamiques de l'avion sur une large gamme d'applications, de mieux comprendre l’aérodynamique des configurations complexes d’avion et donc d’améliorer leur modélisation.