Towards the computational prediction of low-speed buffet: Improved wall modeling for the lattice Boltzmann method
Degrigny, Johan
Vers la prédiction numérique du tremblement basse vitesse des avions civils : traitement de paroi amélioré pour la méthode Boltzmann sur réseau
Le tremblement basse vitesse sur les avions implique des décollements aérodynamiques et sa prédiction est un défi pour les calculs RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) couramment utilisés. Les méthodes de simulation résolvant les grandes échelles de la turbulence sont susceptibles de combler cette lacune et la LBM (méthode de Boltzmann sur réseau) semble prometteuse pour les faire entrer dans un processus de conception d'aéronef. Au-delà de la modélisation de la turbulence dans le fluide, la modélisation de paroi (de l'écoulement dans la zone interne de la couche limite) est cruciale pour la LBM du fait de l'utilisation de maillages cartésiens. L'objectif de cette thèse est donc d'améliorer le traitement des parois et la modélisation de la turbulence pariétale dans le solveur LBM ProLB afin d'étendre son potentiel pour le tremblement basse vitesse. Un traitement de paroi amélioré basé sur quatre éléments complémentaires est introduit, puis calibré et validé par des calculs RANS avec un modèle de paroi algébrique sur une plaque plane et sur un profil d'aile NACA0012. Les coefficients de pression et de frottement pariétal sont beaucoup plus réguliers et la précision des résultats est améliorée dans les limites de la simplicité du modèle de paroi. Les modèles hybrides RANS-LES, qui combinent les avantages des stratégies de modélisation de la turbulence RANS et LES (simulation aux grandes échelles), sont prometteurs pour une utilisation dans le cadre industriel. Le récent modèle ZDES mode 2 (2020) est donc implémenté, et ses avantages sont montrés sur un profil d'aile hyper sustenté et une configuration générique d'avion hyper sustenté</p>
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