FLOW CALCULATION FOR THIN STRUCTURES USING BOUNDARY ELEMENT METHOD. MINIMIZATION PRINCIPLE APPLIED TO VARIOUS SUB- AND PARTIALLY- CAVITATING CONFIGURATIONS.
CALCUL DE L'ECOULEMENT AUTOUR DES STRUCTURES MINCES PAR LA METHODE DES SINGULARITES. DEVELOPPEMENT DU PRINCIPE DE MINIMISATION ET APPLICATION A DIFFERENTES CONFIGURATIONS SUB- ET PARTIELLEMENT CAVITANTES.
Résumé
A non-linear calculation method of a flow around thin structures using the Boundary Element Method (BEM) has been built. The minimization concept is developed and applied to sub-cavitating, partially cavitating and super-cavitating configurations. This concept relates to the numerical errors occurring on the leak-flows. The non-linear calculation of the cavity geometry is obtained by an iterative procedure. The method is validated by various comparisons of the results with the results of reference extracted from the literature. The case of the blade cascade was treated, the results compared with those obtained with the Finite Elements Method (FEM). The comparison between MEM and FEM is excellent. The method was extended to 3D configurations, in particular for a 3D span-wing under partially cavitation and super-cavitation cases, joined with the presence of a free surface. The 3D case of a rotating propeller was performed, determining the 3D geometry of the downstream wake. The results were confronted with the experimental results.
Une méthode de calcul non-linéaire d'écoulement autour de structures minces par la méthode des singularités est présentée. Le concept de minimisation est développé et appliqué à des configurations sub-cavitantes, partiellement cavitantes et super-cavitantes. Ce concept est relatif aux erreurs numériques commises sur les débits de fuite. Le calcul non-linéaire de la géométrie de la poche de cavitation est obtenu par une procédure itérative. La méthode est validée par différentes comparaisons des résultats avec les résultats de référence issus de la littérature. Le cas de la grille d'aubes a été traité, les résultats comparés à ceux obtenus avec une méthode d'éléments finis. La comparaison est excellente. Le code de calcul a été étendu au calcul 3D de l'écoulement autour d'une aile partiellement cavitante et super-cavitante en présence d'une surface libre ainsi qu'au calcul 3D d'une hélice sub-cavitante, suivie de son sillage, en écoulement tournant. Les résultats sont confrontés aux résultats expérimentaux.