Projet CFD : Naca 23012 Binôme n°3: ABIVEN David BREMILTS Benoît BREMILTS Benoît Projet CFD 2004

Projet CFD : Naca 23012Projet CFD : Naca 23012

Binôme n°3: Binôme n°3:

ABIVEN DavidABIVEN David

BREMILTS BenoîtBREMILTS Benoît

Projet CFD 2004

Travail réaliséTravail réalisé

• Objectifs de notre binômeObjectifs de notre binôme• Prise en main des logicielsPrise en main des logiciels• Modélisation du profil sous GambitModélisation du profil sous Gambit• Calculs et Analyse sous FluentCalculs et Analyse sous Fluent• Essai en soufflerie Essai en soufflerie • Comparaison & ValidationComparaison & Validation

Objectif de notre binômeObjectif de notre binôme

Poursuivre l’étude déjà menée par la Poursuivre l’étude déjà menée par la première partie du groupe:première partie du groupe:

• Faire les calculs sur le NACA 23012 pour Faire les calculs sur le NACA 23012 pour des angles de 10, 11, 12, 13, 14, 15° des angles de 10, 11, 12, 13, 14, 15° (Evolution du décrochage à 20m/s) et à (Evolution du décrochage à 20m/s) et à 18° pour déterminer les Cx et Cz18° pour déterminer les Cx et Cz

• Faire des relevés en soufflerie pour Faire des relevés en soufflerie pour comparer nos résultatscomparer nos résultats

Prise en main des logicielsPrise en main des logiciels

• Gambit pour la modélisationGambit pour la modélisation

• Fluent pour les calculs et l’exploitationFluent pour les calculs et l’exploitation

• Prise en main rapide grâce à la Prise en main rapide grâce à la transmission de l’expérience des transmission de l’expérience des groupes précédentsgroupes précédents

• Aide des tutoriaux et des professeurs.Aide des tutoriaux et des professeurs.

Modélisation du profilModélisation du profil

• Récupération du fichier Mesh du Récupération du fichier Mesh du binôme précédentbinôme précédent

• Récupération des paramètres de Récupération des paramètres de maillagemaillage

• Modification de l’orientationModification de l’orientation

• Création du maillageCréation du maillage

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Le NACA 23012 et son environnement

20m/s

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Bord d’attaque de profil

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Bord de fuite du profil

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Diminution de la taille des éléments avec l’éloignement du profil

Détails sur le maillageDétails sur le maillage

Environ :Environ :

• 18 000 éléments triangulaires18 000 éléments triangulaires

• 9 000 nœuds 9 000 nœuds

Calculs sous FluentCalculs sous Fluent

• Après modélisation sous GambitAprès modélisation sous Gambit

• Nos Paramètres:Nos Paramètres:

- 2D- 2D

- Vitesse: 20 m/s- Vitesse: 20 m/s

- Rugosité: Nulle- Rugosité: Nulle

- Pression Atmosphérique: 101300 - Pression Atmosphérique: 101300 PaPa

- Température: 288K- Température: 288K(Température et Pression lors de l’utilisation)

Temps de CalculTemps de Calcul

• Longtemps au département de Longtemps au département de MécaFlu (de l’ordre de quelques MécaFlu (de l’ordre de quelques heures)heures)

• Rapide sur un ordinateur personnel Rapide sur un ordinateur personnel

(temps inférieur à la demie heure)(temps inférieur à la demie heure)

• De 200 à 1000 itérationsDe 200 à 1000 itérations

Analyse sous FluentAnalyse sous Fluent

Sortie de cartes pour chaque angle:Sortie de cartes pour chaque angle:

- Lignes de courants (Stream - Lignes de courants (Stream Fonction)Fonction)

- Pression Statique (Static - Pression Statique (Static Pressure)Pressure)

- Vecteurs Vitesse - Vecteurs Vitesse

Calculs des Cx et CzCalculs des Cx et Cz

Analyse sous FluentAnalyse sous Fluent

Pour différentes incidencesPour différentes incidences

- Avant décrochage: 10°, 11°, - Avant décrochage: 10°, 11°, 12°, 13°, 14°12°, 13°, 14°

- Décrochage: 15°- Décrochage: 15°

- Après décrochage: 18°- Après décrochage: 18°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Zone à observer

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 10°Incidence de 10°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 11°Incidence de 11°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 12°Incidence de 12°

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 13°Incidence de 13°

En resserrant les lignes de courant

Incidence de 13°Incidence de 13°

Encore…

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 13°Incidence de 13°

Les basses et hautes pressions se rapprochent

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 13°Incidence de 13°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 14°Incidence de 14°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

En resserrant les lignes de courant

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 15°Incidence de 15°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

La dépression se rapproche du bord d’attaque

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Incidence de 18°Incidence de 18°

Observations généralesObservations générales

• Evolution des lignes de courantEvolution des lignes de courant

• Point de vitesse nullePoint de vitesse nulle

• Remarque sur la densité des flèchesRemarque sur la densité des flèches

Evolution des lignes de courantEvolution des lignes de courant

De 10° à 18°De 10° à 18°

10°10°

11°11°

12°12°

13°13°

14°14°

15°15°

18°18°

Point de vitesse nullePoint de vitesse nulle

Point de vitesse nulle

Remarque sur la densité des Remarque sur la densité des flèchesflèches

Remarque sur la densité des Remarque sur la densité des flèchesflèches

Densité de maillage

Critique de la M.E.FCritique de la M.E.F

•??

Essai en soufflerieEssai en soufflerie

• Essai réalisé en TPEssai réalisé en TP

• Cet essai nous a permis:Cet essai nous a permis:

- de trouver le point de - de trouver le point de décrochage: ~ 15°décrochage: ~ 15°

- de mesurer Cx et Cz pour - de mesurer Cx et Cz pour chaque incidencechaque incidence

- de valider ou non le modèle EF - de valider ou non le modèle EF

Résultat des mesures (Cx)Résultat des mesures (Cx)

Cx = f(i°)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

tra

iné

e C

x

Le Cx dépend de la section au maître couple

Résultat des mesures (Cz)Résultat des mesures (Cz)

Cz = f(i°)

-0,800

-0,600

-0,400

-0,200

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

po

rtan

ce C

zDécrochage

Le Cz augmente avec l’incidence jusqu’au décrochage

Comparaison des Cx pour les 3 Comparaison des Cx pour les 3 essaisessais

Cx = f(i°)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

tra

iné

e C

x

Soufflerie 1 Soufflerie 2 Soufflerie 3

Comparaison des Cz pour les 3 Comparaison des Cz pour les 3 essais essais

Cz = f(i°)

-0,800

-0,600

-0,400

-0,200

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

po

rta

nce

Cz

Soufflerie 1 Soufflerie 2 Soufflerie 3

Critique de l’essai en Critique de l’essai en souffleriesoufflerie

• Différences dues aux conditions de Différences dues aux conditions de l’essail’essai

- instabilité des pression - instabilité des pression relevéesrelevées

- personnes passant devant la - personnes passant devant la souffleriesoufflerie

- différents manipulateurs- différents manipulateurs

Comparaison entre MEF et Comparaison entre MEF et Essai en soufflerieEssai en soufflerie

• Comparaison des CxComparaison des Cx

• Comparaison des CzComparaison des Cz

• Comparaison des ParamètresComparaison des Paramètres

Comparaison du CxComparaison du Cx

Cx = f(i°)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

tra

iné

e C

x

Soufflerie MEF

Graphique:

Comparaison du CxComparaison du CxNumérique:

Mesure Théorie %Erreur

0,102 0,0783 23,2

0,112 0,0853 23,8

0,131 0,0946 27,8

0,161 0,098 39,2

0,167 0,088 47,4

0,200 0,128 36,1

Comparaison du CzComparaison du Cz

Cz = f(i°)

-1,000

-0,500

0,000

0,500

1,000

1,500

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Incidence (en degrés)

Co

eff

ice

nt

de

po

rta

nce

Cz

Soufflerie MEF

Graphique:

Comparaison du CzComparaison du CzNumérique:

Mesure Théorie %Erreur

0,995 0,92 8,2

1,040 1,1456 9,2

1,010 1,2137 16,8

0,943 1,22 22,7

0,822 1,192 31,0

0,728 1,12 35,0

Comparaison des Comparaison des paramètresparamètres

• MEF en lui même n’est pas stable MEF en lui même n’est pas stable (résidu)(résidu)

• Valeurs relevées faite dans de Valeurs relevées faite dans de mauvaises conditionsmauvaises conditions

• Rugosité non prise en compte dans la Rugosité non prise en compte dans la MEFMEF

ValidationValidation

• Validation du maillageValidation du maillage

• Comparaison entre valeurs Comparaison entre valeurs théoriques (Méthode des Eléments théoriques (Méthode des Eléments Finis) et pratiques (Essai en Finis) et pratiques (Essai en soufflerie): erreur jusqu’à 47%soufflerie): erreur jusqu’à 47%

ConclusionConclusion

• Logiciels de merdeLogiciels de merde

• Ne pas trop se fier à la MEFNe pas trop se fier à la MEF

• Attention quand il pleut Attention quand il pleut

• RugositéRugosité