Calculs de fuselage d `hélicoptère

M. Costes, Workshop utilisateur elsA, 24 avril 2001 / 1
Calculs de fuselage d ’hélicoptère
. Multigrille
. Initialisation des grandeurs turbulentes
. Adimensionnement (grandeurs turbulentes à l ’infini)
. Calcul DGV 5M de points
Calculs elsA sur fuselage
Maillages (1,2 à 5 M de points )
. y+max = 0.5 pour calculs NS
Z
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Numerics
. RANS
. Jameson
. local time step, RK4, IRS
. ki2=0, ki4=0.016, CFL=3-7
. Modèle de turbulence : k-l
Configurations (HELIFUSE)
Re=6.106 à 60.106
M=0.089 à 0.235
X
Y
+
y
0.5261
0.4921
0.4581
0.4241
0.3901
0.3561
0.3221
0.2882
0.2542
0.2202
0.1862
0.1522
0.1182
0.0842
0.0502
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Convergence des calculs monogrille
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Convergence des calculs multigrille (cycles en V, 2 et 3 niveaux)
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Influence des paramètres du multigrille
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Influence de l ’initialisation de la solution turbulente
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Influence des grandeurs turbulentes à l ’infini
(w-cycle)
Calcul du DGV à 5 M de points (1)
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• Gros encombrement mémoire (7.8 Gbytes pour cycle en w)
• Interface ICEM-Python indispensable (73 blocs)
• Présence de points singuliers sur les empennages
Z
Y
Z
Y
X
X
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10 -1
-2
4000
6000
10
-2
10-3
10-4
10-4
10-5
10-6
2000
4000
Ncycles
4000
Ncycles
2000
6000
6000
10-2
-4
10-3
10
10-5
-3
10-2
10
2000
4000
Ncycles
4000
Ncycles
2000
6000
6000
10
10
10
10
-1
-2
-3
-4
2000
4000
Ncycles
6000
elsA computation
for DGV fuselage
Re=15 10 6
k-l turbulence model
multigrid (w-cycle)
4 955 881 grid points
Cx
Calcul du DGV à 5M de points (2)
2000
Ncycles
6000
R L2(ρw)
10
10 -3
-5
10 -4
10
-2
10-1
10
10-3
10-4
4000
Ncycles
2000
R L2 (ρv)
R L2(ρl)
R L2(ρu)
R L2 (ρk)
R L2(ρ)
R L2(ρE)
0.008
0.006
0.004
0.002
0
1000
2000
3000
Iteration
4000
6000
total
pressure
friction
5000
Calcul du DGV à 5M de points (3)
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• Convergence du calcul difficile sur maillage 1/1, contrairement au 1/2
• Nécessité de jouer avec de nombreux paramètres du calcul :
– CFL (de 2 a 7), µt/µ initial ramené de 10 à 1, prolong_nc_bilinear changé de
bilin_topo à inv_topo
AU COURS DES ITERATIONS DE CALCUL
• Solution instationnaire ???
• Outil « automatique » d ’initialisation 1/1 par 1/2 très souhaitable
• Réduction de la place mémoire indispensable
CONCLUSIONS
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•
•
•
•
•
Multigrille indispensable à faible vitesse
➔ 3 niveaux plutôt que 2
➔ cycles en w plutôt qu ’en v
➔ is-geom = volu
Initialisation par calcul laminaire puis µt/µ≠0 permet une convergence plus rapide
Attention à l ’adimensionnement (valeurs à l ’infini + cut-offs)
Concernant les « gros » calculs :
➔ difficultés liées à la taille du calcul et à la géométrie
➔ réduire le µt/µ initial
➔ faire varier les paramètres (prolong_nc_bilinear, CFL)
– si problèmes de convergence
Test du préconditionnement & d ’autres modèles de turbulence à venir