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Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Towards the prediction of fluctuating wall quantities using Immersed Boundary Conditions

Vers l'évaluation des données pariétales fluctuantes avec des méthodes de frontières immergées

Résumé

Immersed boundary conditions (IBC) has reached a sufficient level of maturity to allow the simulation of compressible high Reynolds number flows around complex geometries. However, the reconstruction of physical quantities at the wall of geometries introduced using IBC is far from being straightforward. The difficulty to obtain a prediction as accurate as for classical body-fitted approaches originates from the intrinsic mismatch between immersed boundaries and the underlying mesh. To tackle this issue, a novel method to compute global loads and to provide precise wall data in the view of spectral analyses is introduced. First, this method is assessed for the investigation of highly unsteady separating compressible flows of two space launcher afterbody configurations using Zonal Detached Eddy Simulation (ZDES). Then, the results are compared against validated numerical simulations using a classical body-fitted approach. Finally, the present method successfully returns wall quantities with IBC consistent with classical methodologies and without additional time-consuming operations.
Les méthodes de frontières immergées ont atteint un niveau suffisant de maturité pour permettre la simulation des écoulements compressibles à haut nombre de Reynolds sur des géométries complexes. Cependant la reconstruction des valeurs pariétales introduites pas une approche de frontières immergées est un problème complexe. La principale difficulté provient de la dissociation intrinsèque à la méthode entre le maillage de fond utilisé durant la simulation et l’objet immergé. Afin de résoudre ce problème, une nouvelle méthode a été développée afin de permettre le calcul des efforts aérodynamiques et de permettre l’analyse spectrale des données pariétales sur une paroi modélisée par une approche de frontières immergées. Cette méthode a été appliquée afin de simuler l’écoulement autour de deux arrière-corps de lanceurs spatiaux en utilisant la Zonal Detached Eddy Simulation (ZDES). Les grandeurs pariétales fluctuantes sur les parois modélisées par une approche de frontières immergées ont été comparées à des calculs obtenus par des méthodes classiques. Les résultats ont montré que l’approche proposée permet d’évaluer les grandeurs pariétales modélisées par des approches de frontières immergées.

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Dates et versions

hal-02333686 , version 1 (25-10-2019)

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Citer

Lucas Manueco, Pierre-Elie Weiss, Sébastien Deck. Towards the prediction of fluctuating wall quantities using Immersed Boundary Conditions. AIAA AVIATION 2019, Jun 2019, DALLAS, United States. ⟨10.2514/6.2019-3700⟩. ⟨hal-02333686⟩
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