Aéroélasticité : Turb'Lin
Un logiciel pour l'aéroélasticité
Fluorem est une spin-off du Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA, UMR 5509 CNRS) de l'Ecole Centrale de Lyon qui travaille depuis plus de 25 ans sur les problématiques associées aux interactions fluide/structure et à l'aéroélasticité. Fluorem a ainsi développé le logiciel Turb’Lin™ pour simuler ces mécanismes dans des temps de calcul très courts.
La problématique du flottement
L'apparition du flottement (amplification jusqu'à la rupture des vibrations de la structure) est généralement associée à des mécanismes : de retards de phase, d'oscillation des ondes chocs, de fluctuations de décollement de couche limite, de propagation d'ondes acoustiques, d'interactions avec la turbulence, de coïncidence de modes vibratoires.
Jusqu'à récemment, l'incompréhension des mécanismes de flottement conduisaient les industriels à n'agir que sur la structure, souvent au détriment des performances. Or, l'étude de tels phénomènes passe par l'analyse physique des mécanismes, et donc par l'utilisation d'outils numériques adaptés : méthodes numériques de haute précision, modèles de turbulence particuliers, méthodes de sensibilité, logiciels de post-traitement, ...
L'expertise de Fluorem
Fluorem dispose d'une expertise dans les domaines du couplage Fluide-Structure, des interactions instationnaires onde de choc -couche limite et des instationnarités. Ainsi, une équipe Fluorem spécialisée peut : Etudier les interactions Fluide - Structure avec des modes vibratoires imposés.
Comprendre et analyser l'apparition du flottement : fluctuations de décollement, blocage acoustique, interactions avec la turbulence, coïncidence de modes vibratoires Turb'Lin™, un logiciel pour étudier l'aéroélasticité et les instabilités aérodynamiques.
Fluorem a développé des logiciels spécialisés pour reproduire ces mécanismes et proposer des solutions pour repousser ces instabilités. Lorsque la linéarité peut être assurée, Turb'Lin™ est parfaitement adapté pour effectuer des simulations linéarisées fréquentielles (LRANS). À partir d'un mode vibratoire imposé, Turb' Lin™ détermine la réponse aérodynamique instationnaire de l'écoulement, intégrant les mécanismes turbulents. Les temps de calcul sont considérablement réduits par rapport à une résolution non-linéaire.
La décomposition fréquentielle permet de se concentrer sur l'amortissement aéroélastique pour l'analyse de la stabilité, et d'établir un lien entre le module, la phase des fluctuations de pression et la source d'excitation. Une analyse paramétrique permet alors de modifier la forme de la structure pour repousser la limite de stabilité sans dégrader les performances aérodynamiques.
Caractéristiques du logiciel
- Résolution des équations de Navier Stokes compressibles fréquentielles linéarisées
- Parallélisation avec PVM ou MPI, maillage multi-blocs structurés
- Formulation volume fini MUSCL, centrée sur les noeuds
- Modèle de turbulence à deux équations linéarisé
- Schéma spatial du 2ème ordre
- Préconditionnement bas nombre de Mach