Thèse soutenue

Simulation numérique aéroacoustique d'écoulements par une approche LES d'ordre élevé en éléments finis non structurés

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Auteur / Autrice : Pierre Yser
Direction : Christophe Bailly
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Aéroacoustique
Date : Soutenance le 26/01/2017
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École Centrale de Lyon (1857-....)
Laboratoire : Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône)
Jury : Président / Présidente : Christian Tenaud
Examinateurs / Examinatrices : Christophe Bailly, Sébastien Barré, Eric Manoha, Pierre Sagaut
Rapporteurs / Rapporteuses : Jan Delfs, Paola Cinnella

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse vise à améliorer la précision numérique des simulations aéroacoustiques d’écoulements dans un contexte précis, celui du cadre industriel avec un partenariat Dassault Aviation. Pour répondre à cette problématique, la modélisation aux grandes échelles est utilisée afin de la rendre plus efficace et adaptée à la méthode numérique des éléments finis stabilisée par SUPG/GLS. Afin de préciser la méthode numérique, une première partie est consacrée à la formulation théorique et pratique du code AETHER utilisé. La précision des schémas numériques spatial et temporel est aussi présentée. L’idéologie principale issue de la famille des modèles Variational Multi-Scale a été retenue afin de construire le nouveau modèle de sous-maille. En effet, une précédente thèse avait démontré la pertinence de ce type d’approche pour les éléments finis. Même si le cadre est applicatif, cette thèse propose une réflexion générale sur le filtrage numérique en éléments finis ainsi qu’un nouveau procédé pour filtrer le plus efficacement l’écoulement calculé. Cette nouvelle approche de filtrage est particulièrement bien adaptée aux éléments finis et à la montée en ordre spatial. Un modèle hybride de gestion des parois est aussi développé afin de pouvoir utiliser le nouveau modèle de sous-maille dans des configurations complexes comprenant des surfaces solides. Le processus de filtrage est testé sur le cas académique des tourbillons de Taylor-Green et présente un réel gain. Enfin le modèle global est utilisé pour calculer une configuration industrielle de tri-corps hypersustenté nommée LEISA II. Grâce au nouveau modèle proposé et validé par les résultats expérimentaux, il a été possible de fournir des interprétations physiques pointues sur le comportement complexe de l’écoulement du bec et du bruit qu’il génère. Cette dernière partie est une illustration pertinente de l’utilisation des modèles aux grandes échelles pourtant coûteux, et cela même dans un contexte industriel.