Validation et utilisation de simulations numériques haute fidélité pour la réponse à la rafale

Auteurs: 

F. Huvelin, S. Dequand, A. Lepage, C. Liauzun (ONERA)

Les charges dues à des rafales sont parmi les plus importantes auxquelles sont soumis les avions. Les documents de certification CS25 (Certification Specification) définis par l’EASA (agence européenne de la sécurité aérienne ) et FAR 25 (Federal Aviation Regulation) définis par la FAA (Federal Aviation Administration) décrivent les cas critiques de rafales auxquels doit faire face un avion. Ces cas critiques doivent être analysés pour un grand nombre de conditions de vol (altitude et vitesse équivalente au sol) et de configurations de masse. Pour certains cas de charge, les outils standards d’analyse peuvent ne pas être assez précis pour prédire correctement la réponse à la rafale. Pour ces cas, l’utilisation d’outils de simulation haute fidélité peut s’avérer nécessaire. C’est pourquoi l’Onera a implémenté dans son code CFD maison elsA (propriété Onera – safran – Airbus) la capacité de calculer la réponse aéroélastique à une rafale dans le domaine temporel pour différentes formes de rafale.

Cet article présente les travaux récemment effectués à l’Onera, portant sur les simulations numériques haute fidélité de réponse à la rafale. Dans un premier temps, une validation physique de ces simulations est réalisée par comparaisons avec des résultats d’essais en soufflerie. Ensuite, des comparaisons numériques entre les différentes techniques utilisées pour modéliser une rafale sont effectuées. Enfin, une application sur un avion régional générique est présentée.

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Videos: 

Video 1 – Response of a NACA airfoil to a gust: Mach distributions for a gust period (URANS simulation with the gust amplitude equal to U/60)

 

Video 2 – Response of a NACA airfoil to a gust: Mach distributions for a gust period (URANS simulation with the gust amplitude equal to U/1500)

 

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