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liane-lavergne
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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