Calcul d'ecoulements compressibles autour de rotors d'helicopteres en vol stationnaire ou en vol d'avancement par resolution des equations d'euler

par J. CHRISTOPHE BONIFACE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de A. Lerat.

Soutenue en 1995

à Paris, ENSAM .

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  • Résumé

    Ce memoire de these est consacre au calcul d'ecoulements compressibles autour de rotors d'helicopteres en vol stationnaire ou en vol d'avancement par resolution des equations d'euler. Le sillage tourbillonnaire des pales est capture dans le cadre d'une approximation discrete du systeme de lois de conservation, pour un domaine de calcul recouvrant l'ensemble du rotor. Nous etablissons qu'il faut retenir une formulation particuliere des equations d'euler en fonction du probleme considere: vol stationnaire ou vol d'avancement. Les equations sont resolues par la methode des volumes finis, a l'aide de schemas implicites centres de type lax-wendroff developpes par lerat et sides, dont l'avantage est de creer peu de dissipation numerique. Nous avons developpe un outil de generation de maillage pour prendre en compte des geometries de pale realistes ainsi que certaines specificites de l'application: condition de periodicite en vol stationnaire, mouvements de battement et de pas cyclique de chaque pale, en vol d'avancement. Nous discutons les resultats numeriques obtenus pour l'aerodynamique parietale et le sillage d'un rotor en vol stationnaire. Nous montrons en particulier que les mecanismes de descente et de contraction du sillage sont qualitativement reproduits. L'apport d'une methode peu dissipative et l'influence de la densite du maillage sont mis en evidence pour le calcul de l'onde de choc en extremite de pale et de la vorticite concentree dans l'ecoulement. Nous presentons une simulation numerique de l'ecoulement autour d'un rotor multipale en vol d'avancement. La confrontation avec l'experience est encourageante, particulierement en pale avancante, ou les effets visqueux sont moins importants qu'en pale reculante

  • Titre traduit

    Calculation of compressible flows around helicopter rotors in hover or forward flight by solving the euler equations


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Informations

  • Détails : 259 P.
  • Annexes : 146 REF.

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