Analyse physique et simulations numériques avancées des écoulements de jonction sur les avions - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Physics and advanced numerical simulations of juncture flows

Analyse physique et simulations numériques avancées des écoulements de jonction sur les avions

Résumé

Corner flow separation may occur on airplanes at the wing/fuselage junction for instance. Airplanes performances are then reduced. At the present time, this subject is still not thoroughly studied and therefore, airplanes geometries are defined by successive experimentations in order to prevent the occurrence of this phenomenon. This PhD has consisted in studying the dynamics of a simplified junction flow characterized by the presence of a medium corner separation, and in investigating some of the most used CFD methods in the industry for those kind of flows. Works have started with the state of the art. The phenomena generated by simplified junction flows have been described and the most important ones are the horseshoe vortex, the corner vortex and the corner separation. Thereafter, through the use of numerical and experimental data, it has been shown that the corner separation significantly influenced the turbulent field and its unstationnary behavior was linked to the horseshoe vortex one. Concurrently to this study, comparisons between turbulence models have confirmed that the anisotropy of the corner flow had to be taken in account for computing realistic numerical simulations. The corner flow separation generated by other configurations must still be studied. This will highlight the level of validity of the present results and this will also point out additional properties. Besides, it is required to keep on the improvement of the numerical methods to be able to cope with the increase of the intricacy of the junction configurations.
Le décollement de coin est un phénomène pouvant apparaître sur les avions au niveau par exemple de la jonction voilure/fuselage. Cela dégrade les performances de l'appareil. Considérant le peu de connaissances relatives à ce sujet, les avionneurs choisissent généralement des modifications empiriques pour y faire face. Cette thèse a consisté à étudier la dynamique d'un écoulement de jonction simplifié caractérisé par un décollement de coin modéré, et à évaluer des méthodes numériques couramment employées dans l'industrie pour la prévision de ces écoulements. Les travaux ont débuté avec une synthèse bibliographique. Les différents phénomènes présents au sein d'un écoulement de jonction simplifié ont été détaillés et les trois principaux sont le tourbillon en fer à cheval, le tourbillon de coin et le décollement de coin. Ensuite, à l'aide de l'approche numérique et de données expérimentales, il a été montré que le décollement de coin modifiait significativement le champ turbulent et que sa dynamique était apparentée à celle du tourbillon en fer à cheval. En parallèle à cette étude, la comparaison de différents modèles de turbulence a confirmé que l'anisotropie de l'écoulement de coin devait être prise en compte dans la modélisation pour générer des simulations numériques comparables aux observations faites en soufflerie. L'étude du décollement de coin doit encore être poursuivie sur d'autres configurations pour permettre une éventuelle généralisation et compléter ces premiers résultats. Il importe aussi de continuer le travail sur l'approche numérique afin de pourvoir à la montée en complexité des situations étudiées.

Mots clés

Fichier principal
Vignette du fichier
DAAP15045.1448547933.pdf (27.97 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-01234918 , version 1 (27-11-2015)
tel-01234918 , version 2 (09-11-2017)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01234918 , version 1

Citer

M. Bordji. Analyse physique et simulations numériques avancées des écoulements de jonction sur les avions. Mécanique des fluides [physics.class-ph]. ECOLE DOCTORALE SMAE, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01234918v1⟩
209 Consultations
63 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More