DÉTAILS DU PROJET

• Client : ADÁTICA
• Date d’achèvement : 2024
• Technologie : Simulation aérodynamique CFD. Optimisation des joints aérodynamiques par impression 3D.

INTRODUCTION

Ce projet utilise la simulation CFD pour quantifier l’effet des joints aérodynamiques sur les coefficients de portance et de traînée de certains profils de l’A-330. L’objectif est de comparer les paramètres adimensionnels habituels en aérodynamique d’un ensemble de profils 2D dans leur configuration standard et dans la configuration avec un joint optimisé.

Le logiciel utilisé pour les simulations aérodynamiques externes est ScFlow, qui fait partie de l’outil Cradle CFD de Hexagon.

VALIDATION DE LA MÉTHODOLOGIE AVEC LES PROFILS NACA

Tout d’abord, une validation de la méthodologie à utiliser est effectuée en étudiant quelques profils NACA pour lesquels des données expérimentales sont disponibles. De cette manière, nous pouvons trouver les paramètres de maillage et les modèles de turbulence qui donnent des résultats les plus proches de la réalité dans ce type de simulations ScFlow.

Les profils NACA 0012, NACA 2412 et NACA 4412 sont utilisés. Le coefficient de pression dans le profil et les paramètres globaux pour différents angles d’attaque, tels que les coefficients de portance et de traînée, sont étudiés. Ils sont également comparés aux données de XFoil, qui utilise la méthode des panneaux. Les résultats numériques montrent un très bon accord avec les résultats expérimentaux, comme le montre l’image :

PRÉPARATION DES MODÈLES CFD

Une fois la méthodologie validée et les critères de maillage établis, les modèles des différentes sections à étudier sont préparés dans ScFlow. Les simulations sont effectuées pour des conditions de vol standard établies. Pour ce faire, un modèle prenant en compte l’écoulement compressible doit être utilisé. L’image suivante montre quelques détails du maillage :

Les simulations sont calculées jusqu’à ce que les critères de convergence établis soient atteints, tant pour les résidus que pour les paramètres étudiés, en particulier les forces dans le profil.

LE POST-TRAITEMENT ET L’OBTENTION DE RÉSULTATS

Les résultats graphiques intéressants sont les distributions de la vitesse, de la pression et du nombre de Mach autour du profil. Celles-ci sont représentées dans les différents cas simulés car elles permettent de comprendre l’évolution des paramètres d’intérêt. Cette possibilité de voir en détail les champs de grandeur calculés est l’un des avantages de la CFD pour ce type d’études, car elle permet de tirer plus facilement des conclusions sur les conceptions.

L’image suivante montre un exemple de résultats obtenus avec ce type d’étude pour le comportement global du profil :

Les résultats de la simulation CFD en termes de coefficients de portance et de traînée sont également obtenus à partir des calculs et sont fournis en comparant les cas de conception standard et les joints aérodynamiques proposés. Cela nous permet d’évaluer l’amélioration de la portance et de la traînée qu’ils apportent, ce qui nous permet d’identifier l’amélioration que leur incorporation signifierait pour l’efficacité de l’avion.