Comptes Rendus
Prédiction du tremblement en écoulement transsonique
[Prediction of buffeting in transonic flow]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 11, pp. 810-817.

Under transonic flow conditions, the shock wave/turbulent boundary layer interaction and flow separation on the wing upper surface induce flow instabilities, designated as buffeting, which result in structure vibrations. This phenomenon can greatly influence the aerodynamic performance. These self-sustained flow excitations can produce enough energy to excite the structure. The objective of the present work is to correctly predict this unsteady phenomenon by using unsteady Navier–Stokes averaged equations with time dependent turbulence model based on suitable (kɛ) turbulent eddy viscosity model. The model used is based on the turbulent viscosity concept where the turbulent viscosity coefficient Cμ is related to local deformation and rotation rates. To validate this model, the flow over a flat plate at Mach number of 0.6 is calculated. The solution is in agreement with analytical results. The ONERA OAT15A transonic airfoil was chosen to describe buffet phenomena. Computational results show the ability of the present model to predict physical phenomena of the flow oscillations allowing a suitable description of the unsteady shock wave/boundary layer interaction.

En écoulement transsonique, l'interaction onde de choc/couche limite turbulente et les décollements qui en découlent sur l'extrados d'une aile induisent des instabilités appelées tremblement et provoquent des vibrations de la structure. Ce phénomène peut notablement influencer les performances aérodynamiques. Ces excitations auto-entretenues peuvent produire suffisamment d'énergie pour exciter l'aile. Cette étude porte sur la simulation du tremblement aérodynamique (buffet) sans aborder les aspects aéroacoustiques (buffeting). L'objectif est de prédire correctement ce phénomène en utilisant les équations de Navier–Stokes instationnaires moyennées avec un modèle de turbulence à concept de viscosité turbulente (kɛ) adaptée à cette situation. Ce modèle utilise un coefficient de viscosité turbulente Cμ fonction des taux de déformation et de rotation. Pour valider ce modèle, on calcule tout d'abord l'écoulement sur une plaque plane à un nombre de Mach de 0,6. La comparaison avec les résultats analytiques montre un bon accord. Le profil transsonique ONERA OAT15A est choisi pour décrire le tremblement. Les résultats montrent la capacité du modèle à prédire ce phénomène instationnaire. L'interaction onde de choc/couche limite est analysée et caractérisée.

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DOI: 10.1016/j.crme.2005.09.007
Mot clés : Turbulence, Transsonique, Tremblement, Modèle de turbulence, Simulation numérique, Profil
Keywords: Turbulence, Transonic flow, Buffet, Turbulence model, Numerical simulation, Airfoil

Azeddine Kourta 1; Gabriel Petit 1, 2; Jean-Pierre Rosenblum 2; Jean-Claude Courty 2

1 IMFT (UMR5502), allée du Professeur Camille-Soula, 31400 Toulouse, France
2 Dassault-Aviation, 78, quai Marcel Dassault, 92124 Saint-Cloud, France
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Azeddine Kourta; Gabriel Petit; Jean-Pierre Rosenblum; Jean-Claude Courty. Prédiction du tremblement en écoulement transsonique. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 11, pp. 810-817. doi : 10.1016/j.crme.2005.09.007. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2005.09.007/

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