Efforts aérodynamiques sur un véhicule

Résumé du document

Ce document propose une modélisation des efforts agissant sur un modèle de véhicule. Celle-ci consiste donc à étudier l'écoulement de l'air autour d'un modèle très simplifié de véhicule. Il s'agit d'un problème 2d. Nous allons commencer notre étude par la construction du maillage sous le logiciel Gambit, puis par son implémentation sous Fluent et enfin, nous examinerons les résultats.

Extraits

[...] Sous Gambit ou Fluent, on caractérise cette condition par wall condition Au niveau du sol Le fluide atteint également une vitesse nulle au niveau du sol qui lui est étanche. Pour les mêmes raisons que précédemment, on y imposera une condition d'adhérence. Au niveau de la frontière gauche Le véhicule se déplace dans le sens opposé du déplacement de l'air. L'air arrive donc par la gauche (en face du véhicule). Par conséquent, la frontière gauche du domaine de calcul correspond à l'entrée du système. [...]

[...] Il n'est jamais arrivé que les calculs stoppent avant la fin du nombre d'itération demandé. Cependant, dans de nombreux cas, le comportement des résidus nous a permis de détecter que la solution n'était certainement pas convergée. (Cf. résultats en annexes) Dans la mesure où les résidus sont normalisés, les résultats à garde égales, mais à vitesses différentes n'entraînent pas de changements majeurs. En revanche, il semblerait que la garde modifie la facilité de convergence de la solution. On peut clairement observer sur les deux données qui suivent que les résidus se stabilisent toujours autour des mêmes valeurs, mais que les oscillations sont nettement plus importantes pour h = L/4 que pour h=L/8. [...]

[...] En effet, suite à une analyse visuelle, nous avons observé une variation des mailles trop brusque. A certains endroits, deux mailles consécutives pouvait différer en taille d'un facteur 3 ou notamment dans le cas des mailles les plus petites où l'analyse visuelle ne se fait pas automatiquement, mais seulement à travers une opération manuelle de grossissement. Compte tenu de la quantité de mailles concernées par ce critère de rejet, nous avons du modifier certaines zones du premier maillages réalisé. Actuellement, nous pouvons observer encore quelques variations, mais que l'on peut juger a posteriori sans graves conséquences sur les solutions Nombre de Reynolds Dans les conditions précédemment évoquées, nous considérons les deux grandeurs de références suivantes : - La longueur caractéristique correspond à la hauteur du véhicule valant 1,3m ; - La vitesse caractéristique est celle imposée en entrée valant dans un cas 16,6m.s-1, dans l'autre valant 36,1m.s-1. [...]

[...] Géométrie, domaine et paramètres de calcul 1. Définition de la géométrie Notre étude consiste donc en l'étude du comportement du fluide autour d'un véhicule en déplacement à vitesse constante. Le véhicule à considérer a une allure très simplifiée et respecte la géométrie suivante : Le véhicule est de longueur L = 3m, sa hauteur est de 1,3m et le châssis du véhicule se situe à une hauteur h du sol. Cette hauteur h variera au cours de l'étude pour prendre les valeurs suivantes Définition du domaine de calcul Domaine temporel : Le phénomène que nous considérons est, dans les faits, un phénomène stationnaire. [...]

[...] Par conséquent, nous avons imposé à ces deux frontières, une condition de sortie, caractérisée sous Gambit ou Fluent par outflow Discrétisation du domaine L'approche de notre étude consiste à s'intéresser à des particules de fluide et à leur trajectoire dans l'écoulement. Une particule est soumise à des efforts, desquels découlent sa trajectoire, et peut interagir avec d'autres particules. Nos simulations avaient donc pour but d'observer les trajectoires d'un ensemble de particules et par le même moyen, les vitesses, positions Il ne s'agit donc pas de conserver le caractère continu du problème posé, mais de le discrétiser. [...]