Etude NSMB


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                                               NN        NN      SSSS         MM              MM       BBBBB
                                               NNN     NN     SSSSSS      MMM       MMM        BBBBBB
                                               NNNN  NN    SS      SS      MMMMMMMM        BB       BB
                                               NN NN NN     SSS             MM    MM    MM       BB      BB
                                               NN  NNNN       SSS           MM              MM       BBBBBBB
                                               NN     NNN        SSS          MM              MM       BBBBBBBB
                                               NN        NN           SS         MM              MM       BB           BB
                                               NN        NN    SS     SS       MM              MM       BB          BB
                                               NN        NN     SSSSSS       MM              MM       BBBBBBB
                                               NN        NN      SSSS          MM              MM       BBBBBB                                          
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Index

    1. Présentation NSMB

    2. Étude Stationnaire

            1. Spallart-Allmaras

            2. K-W sst

            3. K-W Menter's version

   
            4. Méthode OES - K-Epsilon

    3. Étude Instationnaire

    4. Annexes

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1.Présentation du logiciel NSMB

       

    La première version de NSMB pour Navier-Stockes Multi Blocks a été créée en 1991 lorsque les termes de viscosité ont été rajoutés au code EULMB développé à l'Institut Fédéral de Technologie de Lausanne (EPFL) en 1989.

    Le développement du code continuera ensuite sous l'égide d'un consortium européen d'universités (EPFL, IMF Toulouse, KTH Stockholm, ...), d'instituts de recherches (CERFACS) et d'entreprises (Airbus, EADS, SAAB) .





       
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2.Etude stationnaire :

            1.Etude à l'aide de Spalart-Allmaras




    La première partie de l'étude s'est faite en utilisant le modèle algébrique de turbulence Spalart-Allmaras en stationnaire de manière à respecter les conditions utilisées par le groupe travaillant sur OpenFoam.


    Voici ci-dessous, une visualisation des lignes de courant autour du profil d'aile à différents angles d'attaques.



      

  
 On remarque que les résultats fournis semblent tout à fait corrects à faible angle d'incidence où l'on sait être en stationnaire. On observe alors un écoulement de type laminaire autour de l'aile. Par contre, au delà de 10°, on observe une cellule de recirculation au niveau de l'extrados qui grossit avec l'angle. En augmentant l'angle d'attaque, on observe l'apparition de petites cellules de recirculation au niveau du bord d'attaque et du bord de fuite. De plus, l'écoulement dans le sillage est fortement perturbé : à la sortie de l'aile, l'écoulement se redirige vers le bas pour recoller avec les lignes de courant situées sous l'aile.




    Nous comparons maintenant nos polaires de coefficient de portance Cd et de coefficient de trainée Cl avec les données expérimentales.



 






    On note tout d'abord que l'ordre de grandeur de nos résultats est en accord avec les résultats expérimentaux. Cependant, on remarque que le décrochage se produit à plus faible incidence que dans la réalité alors que nous nous attendions à l'inverse avec une simulation en stationnaire.  




                2. Etude à l'aide du modèle KW-sst









De même que pour le modèle Spalart, à faible incidence, l'écoulement est semblable à un écoulement laminaire, avec des lignes de courant bien parallèles. Par contre, à forte incidence, on remarque de plus grosses cellules de recirculation notamment dans le sillage.








   

    On peut constater que le modèle KW-sst se rapproche plus des valeurs expérimentales mais que l'allure générale est est quelque peu différente : chute de portance beaucoup moins marquée notamment.



            3. Modèle KW de base (version Menter)





La version de base du modèle KW se rapproche fortement de la version Shear Stress Transport : elle se rapproche plus des valeurs expérimentales pour ce qui est du pic de portance maximale mais surrévalue plus la portance et la trainée à forte incidence.



            4. OES - K-Epsilon






    Bien entendu, on vérifie que les résultats obtenu grâce à une simulation OES (Organised Eddy Simulation) ne sont pas bons dans ce cas car l'OES est basé sur les structures cohérentes qui ne sont ici pas présentes. L'utilisation de l'OES sera pertinente en instationnaire à partir des incidences où il y a libération de tourbillons.





         
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3.Etude instationnaire :


        1. Résultats Spalart-Allmaras


    Il peut être intéressant, dans un premier temps de regarder le détachement tourbillonnaire
obtenu dans le cadre de simulations instationnaires. On affiche ci-dessous les champs de vorticité pour différents temps t* adimensionés par la durée de la période.








On peut alors calculer la fréquence des oscillations observées en réalisant la transfomée de Fourier du signal de Cx au cours du temps par exemple :





On retrouve une fréquence caractéristique de 300Hz approximativement qui permet de verifier la validité de nos calculs instationnaires.
        1. Résultats OES - K-Epsilon:





     
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    4.Annexes :

                NSMB 5.90 Turbulence Models Description










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