APPLICATION, IN NON-LINEAR THEORY, OF THE BOUNDARY ELEMENT METHOD TO CALCULATION OF SUPER-CAVITATING STRUCTURES. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1981

APPLICATION, IN NON-LINEAR THEORY, OF THE BOUNDARY ELEMENT METHOD TO CALCULATION OF SUPER-CAVITATING STRUCTURES.

APPLICATION DE LA METHODE DES SINGULARITES AU CALCUL DES STRUCTURES SUPERCAVITANTES EN THEORIE NON LINEAIRE.

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Abstract

The present study made it possible to develop an iterative procedure of non-linear calculation super-cavitating structures. The pressure coefficient at the leading edge of the structure is obtained with a high degree of accuracy, which is essential for the forecast of the cavitation domain. In 2D flow the case of the super-cavitating wing with wet upper side is treated and the method makes it possible to determine the point of separation of the cavity at the upper side. The calculation of the wing with a completely non-wetted upper side is treated. The case of the very short cavities is obtained with a high degree of accuracy. These three problems had never been solved before. In 3D flow, for span wings, a specific matric resolution was developed. It is a blocks Gauss Seidel method, each block inversed by the Householder procedure (Schmidt orthogonalization). The method requires significant computing times but the indications which it provides will be able to make it prefer with other methods less time-consuming but not making it possible to have such a precise description of the flow. A particularly interesting field of application was that of the sub-cavitating structures with partially cavities originating from the leading edge. The results are very accurate and compared with experimental values.
La présente étude a permis de mettre au point une méthode itérative de calcul non-linéaire des structures super-cavitantes. Le coefficient de pression au bord d'attaque de la structure est obtenu avec une grande précision, ce qui est essentiel pour la prévision du domaine de cavitation. En écoulement 2D le cas de l'aile super-cavitante à extrados mouillé est traité et la méthode permet de déterminer le point de décollement de la cavité à l'extrados. Le calcul de l'aile à extrados complètement dénoyé est rendu ainsi possible. Le cas des cavités très courtes est obtenu avec une grande précision. Ces trois problèmes n'avaient jamais été résolus auparavant. En écoulement 3D, pour des ailes à envergure finie, une méthode de résolution matricielle spécifique a été mise au point. C'est une méthode de Gauss Seidel par blocs, chaque bloc étant inversé par la méthode de Householder (orthogonalisation de Schmidt). La méthode nécessite des temps de calcul importants mais la richesse des indications qu'elle fournit pourra la faire préférer à d'autres méthodes moins onéreuses sur le plan informatique mais ne permettant pas d'avoir une description de l'écoulement aussi précise. Un champ d'application particulièrement intéressant a été celui des structures sub-cavitantes fonctionnant avec une cavité partiellement développée à partir du bord d'attaque. Les résultats sont très précis et comparés à certaines valeurs expérimentales.
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Dates and versions

tel-01023152 , version 1 (11-07-2014)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01023152 , version 1

Cite

Christian Pellone. APPLICATION DE LA METHODE DES SINGULARITES AU CALCUL DES STRUCTURES SUPERCAVITANTES EN THEORIE NON LINEAIRE.. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 1981. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01023152⟩

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