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Utilisation de l'approche “Lattice Boltzmann” pour simuler l'écoulement autour d'un profil hyper-sustenté

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Niveau requis : Master 2 ou école d’ingénieur

Date de début : à partir du 1 février 2017

Durée de la mission : 6 mois

Date limite des candidatures : 15 décembre 2016

Rémunération : 650 euros/mois

 

Contexte :

La prédiction précise de la physique que l'on rencontre autour d'un dispositif hyper-sustenté est encore de nos jours un problème ouvert. En effet, il existe encore de grandes différences entre la simulation numérique et les données expérimentales. La partie non-linéaire de l'évolution de la portance en fonction de l'angle d'attaque n'est pas capturée correctement avec les approches actuelles (la turbulence est traitée de manière stationnaire avec des modèles RANS et la géométrie est souvent simplifiée au niveau des attaches entre l'aile et le système bec/volet).

Depuis plusieurs années déjà, nous voyons émerger une nouvelle méthode pour résoudre numériquement les écoulements. Celle-ci (appelée LBM par la suite) se base sur la résolution des équations de Boltzmann et non celles de Navier-Stokes (Rq : Navier-Stokes est une approximation de Boltzmann). La LBM est basée sur la théorie cinétique des gaz ; on se place à une échelle physique plus petite (mésoscopique) que les approches classiques pour obtenir le comportement macroscopique du fluide. C'est une méthode intrinsèquement instationnaire qui a la capacité de traiter des configurations géométriques très complexes sans aucune difficulté. Le maillage LBM basé sur une succession de boites cartésiennes de différentes tailles, est réalisé directement par le solveur; l'utilisateur doit uniquement définir la taille des cellules de chaque boite. Cette approche est déjà utilisée en production dans l'industrie automobile (par ex : le maillage externe d'une voiture avec tous les détails : passages de roue, rétroviseurs, tubulures échappement est réalisé sans aucune difficulté en moins d'une demi journée).

 

Objet du stage :

L'objectif de ce stage est de voir si on peut appliquer l'approche LBM pour prédire l'écoulement autour d'un dispositif hyper-sustenté. Le code LBM utilisé sera le code LaBS (http://www.labs-project.org). Ce code appartient à un consortium de 5 partenaires (C-S, M2P2, LMFA, Renault, Airbus) dont Airbus qui suivra directement ce stage.

 

Ce stage se déroulera en plusieurs étapes :

  • Familiarisation avec le code LaBS
  • Simulation d'une configuration hyper-sustenté 2D (par exemple le profil 30P30N)
  • Simulation d'une configuration hyper-sustenté 3D (http://hiliftpw.larc.nasa.gov/index-workshop2.html)

30P30N                           f11-piv-lswt-b

Configuration 2D : 30P30                                 Configuration 3D : High lift prediction workshop

Contacts :

Jean-François Boussuge (boussuge@cerfacs.fr – 05 61 19 30 62)