Stage 3A Ingénieur calcul : Étude CFD aérodynamique de la transition laminaire–turbulent H/F

Description du poste

Dans le cadre des démarches R&T de notre équipe de simulation numérique, vous contribuerez au sein du pôle « Analyse multiphysiques » à développer nos connaissances en CFD sur les régimes d’écoulement laminaires / turbulents.

La transition d’une couche limite laminaire vers un régime turbulent constitue un phénomène important afin de déterminer les performances aérodynamiques d’un système. La position de la zone de transition influence directement les caractéristiques de l’écoulement en proche paroi. Il est donc nécessaire d’obtenir cette position de manière précise. En simulation numérique, la zone de transition est fortement dépendante du modèle de turbulence choisi.

L’objectif principal du stage est donc d’évaluer la pertinence, la précision et la robustesse des différents niveaux de modélisation de cette transition. Ces niveaux comprennent une approche RANS, URANS et éventuellement LES.

Les axes d’exploration seront les suivants :

• Analyse bibliographique et recherche de cas expérimentaux / Etudes numériques existantes.

• Prise en main des outils OPENFOAM et ANSYS Fluent afin de s’approprier les logiciels ainsi que l’environnement HPC relatifs au cluster de calcul interne.

• Mises en données d’un cas test 2D puis 3D pour comparer les résultats obtenus à l’aide de différents modèles présents dans chacun des logiciels.

• Approche RANS

Analyse de différents modèles de turbulence classiques et des modèles de transition (k-omega, k-epsilon, transition k-kl-omega, …).

• Approche URANS

Analyse de différents modèles de turbulence et leur impact sur les fluctuations instationnaires observées dans l’écoulement. Comparaison à une approche stationnaire RANS.

• Approche DES/LES

Une approche hybride de type DES sera étudiée car la résolution spatiale en LES devient particulièrement coûteuse. Analyse des apports d’une approche LES et recherche d’un compromis entre précision physique et coût de calcul.

• Applications

Mise en évidence de l’influence de la position de transition prédite par le modèle numérique sur les performances obtenues.

Développement d’une méthode d’identification des caractéristiques de la transition laminaire-turbulent en fonction des paramètres aérodynamiques.