Modélisations simplifiées de turbomachines pour l'analyse par la simulation des installations motrices complexes d'avions

par William Thollet

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Xavier Carbonneau et de Guillaume Dufour.

Le président du jury était Zoltán S. Spakovszky.

Le jury était composé de Florian Blanc, Cesare A. Hall.

Les rapporteurs étaient Tony Arts, Paul G. Tucker.


  • Résumé

    Cette thèse étudie des méthodes de conception aérodynamique pour les avions de ligne de demain. A l'heure actuelle, les avions de ligne sont en général conçus de manière à ce que les moteurs, conçus séparément du reste de l'aéronef, n'interagissent que très peu avec la cellule de l'avion (la voilure, le fuselage,...). Pour diminuer la consommation de carburant, de nouveaux concepts comme l'ingestion de couche limite émergent, dans lesquels l'avion est conçu pour tirer profit des interactions aérodynamiques qui peuvent s'établir entre le moteur et la cellule de l'avion sur certaines configurations. Il devient alors nécessaire de simuler ces interactions pour s'assurer que le bénéfice pour l'avion en termes de consommation de carburant est réel. La méthode développée dans cette thèse a pour objectif de rendre possible la simulation de ces interactions, à un coût de calcul qui reste acceptable. La soufflante, qui est l'élément du moteur le plus à même d'interagir avec l'avion, est modélisée à l'aide d'un champ de force qui reproduit son aspiration de l'écoulement d'air. Cette approche permet de reproduire les interactions aérodynamiques entre l'avion et ses moteurs à un coût 50 fois inférieur à celui d'une simulation complète du moteur et de l'avion, ce qui permettra en pratique d'optimiser les lignes aérodynamiques des futurs avions.

  • Titre traduit

    Body force modeling of fan-airframe interactions


  • Résumé

    This work explores new méthodologies for the aerodynamic conception of future commercial aircraft. In general, commercial aircraft are designed to limit aerodynamic interactions between the engines and the airframe. New aircraft concepts such as boundary layer ingestion are now studied, in which the aircraft is designed to take advantage of these interactions. It is then necessary to be able to simulate these interactions to ensure that real benefits in terms of aircraft fuel burn are possible. The methodology that is developed in the présent thesis aims at enabling the simulation of these aerodynamic interactions at affordable computational cost. The fan, which is the part of the engine the most likely to internet with the airframe, is modeled using a force field that reproduces the suction of the air inside the engine. This approach allows to reproduce fan- airframe interactions at a fraction of the cost of a complété simulation of the aircraft and the engines, and enable the practical optimization of the aerodynamic performance of future aircraft.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.