Simulation numérique de la distorsion générée par une entrée d'air de moteur civil par vent de travers

par Yann Colin

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides

Sous la direction de Bertrand Aupoix.

Soutenue en 2007

à Toulouse, ISAE .

mots clés

• Distorsion d'entrée d'air
• Techniques de préconditionnement
• Modélisation de la turbulence et de la transition
• Phénomène de transition
• Aérodynamique -- Thèses et écrits académiques
• Décollement des écoulements -- Thèses et écrits académiques
• Turbulence -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques
• Hystérésis -- Thèses et écrits académiques

Résumé

La conception des nacelles doit répondre à des contraintes géométriques d'encombrement mais aussi à des spécifications motoristes qui précisent les niveaux de performance exigés. L'une des contraintes imposées par le motoriste concerne notamment le niveau de distorsion de la pression totale dans le plan fan. Lorsque la nacelle est soumise à un vent de travers, il se produit un décollement au niveau de l'entrée d'air côté vent. L’hétérogénéité de l'écoulement qui en résulte peut être à l'origine d'instabilités aérodynamiques au niveau des aubes du fan et conduire au pompage. Le but de cette étude est de simuler numériquement l'écoulement autour et à l'intérieur d'une nacelle soumise à un vent de travers, avion au sol, et de prévoir la carte de pression totale. Cette application est caractérisée par des zones de décollement sur la lèvre ainsi que par la cohabitation de zones transsoniques et de zones à faible nombre de Mach. L'utilisation de techniques dites de préconditionnement permet de traiter ces zones incompressibles à l'aide du code compressible elsA. La seconde caractéristique de cet écoulement est le phénomène d'hystérésis intervenant dans les processus de décollement et recollement de couche limite, conditionnant les techniques d'intégration temporelle. Enfin, la description correcte de ces décollements tridimensionnels nécessite une étude des modèles de turbulence dans une approche RANS ainsi que la prise en compte des phénomènes de transition. Ces méthodes sont développées et testées sur deux nacelles présentant des caractéristiques géométriques différentes.

Titre traduit

Numerical simulation of the distortion generated by crosswind inlet flows

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