Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Reconstruction of flows past airfoils near stall based on scarce pressure data

Reconstruction des écoulements a travers les profils d'air a proximité du décrochage sur la base de données de pression rares

Résumé

This study investigates the application of variational data assimilation to reconstruct the mean flow over a NACA4412 airfoil at a chord-based Reynolds number of Re = 3.5 · 10^5. The flow configuration exhibits challenging features such as strong separation and recirculation at the trailing edge, which are not accurately captured by baseline Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) models. The key finding of this study is the potential of the data assimilation technique to accurately reconstruct the mean reference flows obtained from high-fidelity simulations (DNS) based on the observation of wall pressure. The reconstruction process is validated by first observing all the synthetic pressure data, then by using only a limited number of these wall data, and eventually relying on a single pressure observation. Remarkably, favorable performance is achieved even when using a single pressure measurement. Overall, this research emphasizes the potential of data assimilation in reconstructing complex turbulent flows based on RANS simulations and very sparse pressure data. The results demonstrate the effectiveness of this approach in enhancing the accuracy of mean flow predictions, particularly in challenging flow configurations characterized by separation and recirculation.

Cette étude porte sur l'application de l'assimilation variationnelle de données pour reconstruire l'écoulement moyen sur un profil NACA4412 à un nombre de Reynolds basé sur la corde Re = 3.5 · 10^5 . La configuration de l'écoulement présente des caractéristiques difficiles telles qu'une forte séparation et une recirculation au bord de fuite, qui ne sont pas correctement capturées par les méthodes de base de Reynolds de Navier-Stokes (RANS) qui ne parviennent pas à rendre compte avec précision de ces caractéristiques. La principale conclusion de cette étude est le potentiel de la technique d'assimilation de données pour reconstruire avec précision les écoulements moyens de référence obtenus à partir de modèles de haute fidélité (DNS) basées sur l'observation des données de pression de paroi. Le processus de reconstruction est validé en observant d'abord toutes les données synthétiques de pression, puis en n'utilisant qu'un nombre limité de ces données de paroi, et enfin en se basant sur une seule observation de pression. Il est remarquable que des performances favorables soient obtenues même en utilisant une seule mesure de pression. Dans l'ensemble, cette recherche souligne le potentiel de l'assimilation de données dans la reconstruction d'écoulements turbulents complexes basée sur des simulations RANS et des données de pression très éparses. Les résultats démontrent l'efficacité de cette approche dans l'amélioration de la précision des prédictions de l'écoulement moyen, en particulier dans les configurations d'écoulement difficiles caractérisées par la séparation et la recirculation.

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hal-04372678 , version 1 (04-01-2024)

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  • HAL Id : hal-04372678 , version 1

Citer

Cynthia Tayeh, Vincent Mons, Olivier Marquet. Reconstruction of flows past airfoils near stall based on scarce pressure data. ETMM 14, Sep 2023, Barcelone, Spain. ⟨hal-04372678⟩
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