Etude expérimentale et simulations numériques d’écoulements autour de surfaces mobiles de voilure

Other literature type French OPEN
Fillola, Guillaume (2006)
  • Subject: CFD | Spoiler | Aileron | Chimère | Non coïncident total | 629.132

La prédiction des forces aérodynamiques et des moments de charnière induit par le déploiement des ailerons et des spoilers est un point crucial dans le processus global de dimensionnement d’un avion avec un fort impact sur son poids final. Ce travail de thèse propose d’évaluer la capacité des méthodes numériques basées sur les équations RANS à prédire ces effets de braquages de surfaces mobiles. Il s’appuie pour cela sur deux études. La première vise à caractériser le comportement d’un profil supercritique équipé d’un aileron ou d’un spoiler. Une campagne d’essai en soufflerie est ainsi menée afin de constituer une base de validation à des simulations numériques tridimensionnelles incluant les parois de la veine de soufflerie. La deuxième étude a pour but d’appliquer la CFD sur des configurations industrielles représentant un fuselage/voilure équipée d’une gouverne braquée afm de mettre en place un processus susceptible d’être intégré dans le processus de développement d’un avion. Dans ce cadre, les méthodes Chimère et Patched Grid sont mises en œuvre pour faciliter le processus de maillage. De même, une méthode de déformation de maillage est développée afin de simuler aisément plusieurs braquages d’aileron. The correct prediction of handling qualities and hinge moments induced by the deployment of spoilers and ailerons is a crucial point in the general aircraft sizing process with a strong impact on the final aircraft weight. This PhD work attempts to evaluate the ability of numerical method based on RANS equation to predict wing control surfaces setting effect. Two studies are then carried out. The first one intends to characterize a transonic profile equipped with an aileron and a spoiler. A wind tunnel test campaign has then been carried out in order to build a wide validation database for complex three-dimensional CFD simulations, which include profile and wind tunnel walls. The second study aims at applying CFD on industrial configurations (representing a wing/body equipped by a control device) in order to put in place a process capable to be integrated in an aircraft development process. In this framework, Chimera and Patched Grid technique are used as tomake the mesh generation process more flexible. Moreover, a mesh deformation procedure has been developed in order to easily simulate several aileron setting.
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