CFD-08. Aérodynamique CFD. Écoulement compressible.

Dans ce nouvel article sur la Dynamique des Fluides Numériques (CFD), nous allons simuler l’aérodynamique externe d’un profil NACA 0012. Pour cette étude, nous utiliserons également Acusolve avec les préprocesseurs CFD Hypermesh et Hyperworks. Dans ce domaine des études CFD, Acusolve dispose d’une documentation et d’une validation particulièrement étendues.

La géométrie du profil ainsi que de nombreuses autres données expérimentales peuvent être facilement trouvées dans la bibliographie. Dans ce cas, l’étude part d’un maillage réalisé précédemment avec Ansys Fluent, que l’on peut voir dans l’image importée dans Hypermesh.

Maillage CFD pour l'étude de l'aérodynamique d'un profil NACA 0012.

Toutes les étapes à suivre, de l’importation à l’obtention des résultats, sont détaillées dans un tutoriel disponible dans notre section Téléchargements.

Prétraitement avec Hyperworks CFD et Hypermesh pour l’aérodynamique

Pour ce type de problème, où l’on part d’un maillage réalisé dans un autre logiciel, nous proposons deux solutions différentes. La première suit l’approche des tutoriels précédents et est basée sur l’utilisation d’Hyperworks CFD à partir de la géométrie pour construire le modèle. La seconde solution, plus recommandée, consiste à utiliser Hypermesh pour travailler directement avec le maillage fourni. Les résultats présentés à la fin de l’article correspondent à la deuxième méthode. Dans les deux cas, pour bien saisir les phénomènes qui se produisent dans ce type d’écoulement, la zone proche du profilé aérodynamique doit être maillée avec des éléments très fins.

L’image suivante montre le modèle déjà construit dans Hyperworks CFD ainsi que le résumé des caractéristiques du maillage.

Acusolve Maillage CFD d'un profil aérodynamique dans Acusolve

Résolution et post-traitement

La simulation Acusolve travaille avec les équations de l’écoulement compressible et fournit tous les résultats intéressants pour ce type d’étude. Les images suivantes montrent les profils de pression et le nombre de Mach après avoir laissé le logiciel effectuer 1000 itérations. En général, ce type d’analyse aérodynamique nécessite un certain nombre d’itérations pour atteindre une convergence claire des résultats numériques.

Résultats de la pression et du nombre de mach pour l'étude aérodynamique CFD

Enfin, le tutoriel présente une étude des coefficients de portance et de poussée du profil aérodynamique à l’aide de l’outil “AcuLiftDrag” inclus dans le logiciel Acusolve. Des résultats de simulation sont fournis pour effectuer le calcul. Ceux-ci sont comparés aux résultats expérimentaux, montrant des erreurs relatives inférieures à 4% dans les deux cas.

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