A comparative study of vortex identification methods on the Wall Mounted Hump simulations using SU2

Résumé

Au cours des deux dernières décennies, l’impact de l’accumulation de glace sur l’aérodynamique du vol a été longuement étudié. Ces recherches visent à prédire quand un avion décroche en raison de ses caractéristiques aérodynamiques modifiées par la glace. L’accrétion de glace sur une aile d’avion peut modifier le champ d’écoulement, entraînant la formation de plus de tourbillons. La formation de tourbillons due à la séparation des écoulements peut entraîner une apparition précoce du décrochage, un problème de sécurité critique dans les opérations aériennes. Il est donc crucial de comprendre les structures d’écoulement comme les tourbillons. L’un des cas d’essai qui a suscité beaucoup d’attention est la Wall Mounted Hump (WMH). On peut interpréter ce cas de test comme l’écoulement sur un profil aérodynamique glacé. L’écoulement se sépare de la paroi en franchissant la bosse, représentant la glace, et forme des structures tourbillonnaires. Les objectifs secondaires de cette recherche consistent à réaliser des simulations stationnaires et instationnaires sur la Wall Mounted Hump (WMH). Ces simulations seront utilisées pour l’objectif principal, qui est de quantifier le nombre de tourbillons dans les sections critiques après la bosse pour une analyse plus approfondie. Plus précisément, trois méthodologies d’identification de vortex sont utilisées pour localiser les tourbillonnaires après la bosse. Une comparaison complète du critère Q, du critère ▯2 et des méthodes de force tourbillonnante est entreprise pour évaluer leur efficacité à caractériser le nombre de tourbillons dans différentes sections en aval de la bosse. Une revue approfondie de la littérature est menée sur le WMH, le solveur SU2 et les techniques d’identification des vortex. L’effet de la résolution de la grille et de la longueur de l’envergure sur les coefficients aérodynamiques à travers des simulations stationnaire et instationnaires est étudié. Cette recherche améliore notre compréhension des effets de la résolution de la grille sur les coefficients aérodynamiques et l’aptitude des différentes techniques d’identification des tourbillons pour l’analyse de scénarios d’écoulement complexes dans les applications aéronautiques. Comprendre ces phénomènes d’écoulement complexes peut conduire à des pratiques de conception améliorées dans l’ingénierie aéronautique, améliorant les performances aérodynamiques et l’efficacité énergétique des aéronefs et autres véhicules aérospatiaux. De plus, les simulations peuvent être améliorées pour prévenir certains dangers liés à la nature des structures tourbillonnaires.

Date	14 août 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Morency (Directeur(-trice)) & Marlène Sanjosé (Codirecteur(-trice))