Évaluation des performances aérodynamiques et du bilan propulsif généralisé dun avion par une méthode dextraction numérique en champ lointain Aurélien.

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1 Évaluation des performances aérodynamiques et du bilan propulsif généralisé dun avion par une méthode dextraction numérique en champ lointain Aurélien ARNTZ Doctorant 1 ère année DAAP/ACI Directeur de thèse : Alain MERLEN Encadrants ONERA : Olivier ATINAULT & Daniel DESTARAC Bourse : ONERA

2 ARNTZ DAAP – JDD ONERA 2011 2 Contexte Contraintes environnementales et énergétiques fortes : ACARE : NOx -80% et CO2 -50% sur période 2000 2020 [1], Coût carburant multiplié par 11 (B777) sur période 2003 2011 [2], Nécessité de prédire précisément performances avion. État de lart : Partage poussée-traînée = convention motoriste-avionneur, Distinction/séparation possible entre poussée et traînée. Adapté pour conf. conventionelle en croisière avec turboréacteurs montés sur mât. Ses limites : Moteurs semi-enterrés, Prélèvements dair, Échangeurs thermiques, Tuyères non amorcées. [1] : ACARE, Volume 2, The Challenge of the Environment, Strategic Research Agenda 1, October 2002. [2] : Cochennec, Y., Air Austral réduit la voilure, AIR & COSMOS – N° 2291, p. 40, 9 décembre 2011. [3] : Lee B. J. et al., Optimizing a Boundary-Layer-Ingestion Offset Inlet by Discrete Adjoint Approach, Journal of Aircraft, Vol.48, No.9, p. 2008-2016, September 2010. Fig. 1 : Exemple de moteur semi-enterré [3]

3 ARNTZ DAAP – JDD ONERA 2011 3 Approche proposée Bilan propulsif généralisé des énergies/puissances mises en jeu [4] : Cohérent avec approches précédentes, Applicable à tout type de propulsion : Jet / turbofan / turboprop / … Applicable à tous types dinstallation motrice : Moteurs montés sur mât / semi-enterrés Définitions moins ambiguës de poussée et traînée. Déroulement : Analyse théorique puis implémentation numérique, Validation : cas tests simplifiés cas tests complexes. Spécificités de lapproche : Codage en Fortran, Maillages (non-)structurés, Approche champ lointain [5] : Décomposition physique, Identification spatiale des sources. [4] : Drela, M., Power Balance in Aerodynamic Flows, Journal of Aircraft, Vol.47, No.7, p. 1761-1771, July 2009. [5] : Destarac, D., Far-field / Near-field Drag Balance and Applications of Drag Extraction in CFD. VKI Lecture Series, CFD-Based Aircraft Drag Prediction and Reduction. Hampton, VA, 3-7th November 2003. Fig. 3 : Volume de choc (rouge), volume visqueux (gris), jet (orange) Fig. 2 : Exemple type de configuration non conventionnelle avec moteurs semi-enterrés