Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Avec l’avènement du numérique, les avions sont de plus en plus conçus virtuellement, et dans leurs moindres détails, ceci vaut bien sûr pour les calculs aérodynamiques. En effet, la mécanique du solide et la mécanique des fluides ont pris une avance considérable dans le domaine de la simulation, basées sur des modèles mathématiques, notamment les équations de Navier-Stokes. Pour intégrer la complexité des phénomènes turbulents, de nouveaux concepts théoriques et numériques sont maintenant disponibles. Quelques exemples choisis viennent illustrer ces développements récents.
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Françoise MONTIGNY-RANNOU : Ingénieur de recherches en mécanique des fluides numérique (ONERA) - Chargée de cours
INTRODUCTION
II y a déjà longtemps que les aérodynamiciens calculent les écoulements autour de mobiles variés pour en améliorer la forme et ainsi les performances. Il en est de même pour les moteurs dont la puissance permet le vol d’avions de plus en plus imposants. Les ordinateurs actuels ayant vu leur vitesse et leur capacité mémoire augmenter grandement ces dernières années, de nouveaux modèles théoriques et de nouvelles méthodes numériques ont été élaborés pour expliquer, comprendre, et si possible, contrôler les écoulements turbulents qui se développent inexorablement dans l’air.
Son comportement est complètement prédit par les équations de Navier-Stokes pour un fluide compressible. Ces équations aux dérivées partielles trouvent de nos jours une solution numérique. L’air étant le siège de phénomènes turbulents, la solution recherchée ne peut être qu’instationnaire, mais les échelles des structures tourbillonnaires rencontrées sont tellement nombreuses que des modèles théoriques et numériques doivent être imaginés pour capter ces phénomènes instationnaires.
Ce sont ces nouveaux concepts qui sont maintenant capables de rendre compte de la complexité des écoulements. Ainsi, avant même d’exister réellement, les avions sont conçus virtuellement dans les moindres détails.
L’objet de cet article est de décrire ces développements récents avec quelques exemples illustrés.
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Conclusion
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6. Nouveaux logiciels, nouvelles méthodes
À nouveaux calculateurs, nouveaux logiciels et nouvelles méthodes.
6.1 Nouveaux logiciels
L’augmentation considérable des performances et des capacités des derniers grands calculateurs entraîne la modification des habitudes de travail des ingénieurs. Les logiciels scientifiques tendent tous vers la maîtrise de la complexité . Depuis presque dix ans maintenant, ces ensembles de logiciels sont construits par agrégation de logiciels anciens et éprouvés pour former un tout homogène et offrir de nouvelles possibilités de simulation numérique. Les codes de calcul sont maintenant adaptés au calcul parallèle et aux ordinateurs vectoriels et superscalaires.
HAUT DE PAGE6.1.1 Nouveaux logiciels ONERA
À l’ONERA, deux grandes plates-formes de logiciels sont développées pour l’aérodynamique. Ces logiciels ne sont accessibles qu’aux constructeurs aéronautiques hexagonaux. Ils sont en constante évolution. Pour plus d’information, se reporter à la rubrique du site internet Pour en savoir plus.
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elsA
Le logiciel elsA (ensemble logiciel pour la simulation en aérodynamique) permet de simuler des écoulements de fluide compressible par résolution des équations de Navier-Stokes à l’aide d’une méthode de volumes finis, dans les cas stationnaire et instationnaire. Une résolution des équations d’Euler qui ne tient pas compte de la viscosité est possible. L’air est considéré comme un milieu continu à l’équilibre thermodynamique décrit par une seule température.
L’espace de calcul est discrétisé en sous-domaines avec des maillages structurés multiblocs. Une très grande flexibilité d’assemblage de ces blocs facilite la prise en compte de géométries complexes. Le repère de...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANDERSON (W.K.), THOMAS (J.L.), WHITFIELD (D.L.) - Multigrid accelaration of the flux split Euler equations. - AIAA paper 86-0274 (1986).
-
(2) - ANDERSON (W.K.), THOMAS (J.L.), VAN LEER (B.) - Comparison of finite volume flux vector splittings for the Euler equations. - AIAA Journal, vol. 24, no 9, p. 1453-1460, sept. 1986.
-
(3) - BALDWIN (B.S.), LOMAX (H.) - Thin layer approximation and algebraic model for separated turbulent flows. - AIAA paper 78-257 (1978).
-
(4) - BORREL (M.), MONTAGNÉ (J.L.), DIET (J.), GUILLEN (Ph.), LORDON (J.) - Méthode de calcul d’écoulements supersoniques autour de missiles tactiques à l’aide d’un schéma décentré. - La Recherche Aérospatiale, no 2, p. 43-55 (1988).
-
(5) - BORREL (M.), D’ESPINEY (P.), JOUET (Ch.) - Supersonic vortical flows around an ogive-cylinder : laminar and turbulent computations. - ONERA TP 1992-111, first European Computational Fluid Dynamics Conference, Bruxelles, 7-11 sept. 1992.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Projets thématiques elsA et CEDRE – ONERA https://www.onera.fr
Logiciels d’études du laboratoire Jacques-Louis Lions de l’Université Pierre et Marie Curie http://www.ljll.math.upmc.fr/lehyaric/freesoft/
Site anglo-saxon mettant en contact de nombreux intervenants en mécanique des fluides numérique et proposant divers logiciels http://www.cfd-online.com
TOP 500 classement mondial des ordinateurs http://www.top500.org
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