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Master thesis and internship[BR]- Master's thesis : Comparison of steady and unsteady viscous-inviscid coupling strategies in BLASTER[BR]- Internship

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Thomée, Corentin ULiège
Promoteur(s) : Terrapon, Vincent ULiège
Date de soutenance : 24-jui-2024/25-jui-2024 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/20440
Détails
Titre : Master thesis and internship[BR]- Master's thesis : Comparison of steady and unsteady viscous-inviscid coupling strategies in BLASTER[BR]- Internship
Auteur : Thomée, Corentin ULiège
Date de soutenance  : 24-jui-2024/25-jui-2024
Promoteur(s) : Terrapon, Vincent ULiège
Membre(s) du jury : Dimitriadis, Grigorios ULiège
Crovato, Adrien ULiège
Langue : Anglais
Mots-clés : [en] Viscous-inviscid interaction
[en] Panel method
[en] Viscous flow
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie aérospatiale
Centre(s) de recherche : Multiphysics and Turbulent Flow Computation
Public cible : Chercheurs
Professionnels du domaine
Etudiants
Autre
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité spécialisée en "aerospace engineering"
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Modern aircraft design relies on the usage of computational fluid dynamics for the prediction of aerodynamic performance. High fidelity methods such as the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are too computationally expensive for early design stages such that a simpler method known as viscous-inviscid interaction can be used instead. The inviscid flow is calculated and is corrected by the viscous flow in the boundary layer. The coupling between the two regions is complex and prone to numerical issues.

The present work aims to compare steady and unsteady coupling strategies to solve for steady-state problems within the BLASTER solver. The existing inviscid solver is replaced by an incompressible panel method in its steady and unsteady forms. The viscous solver is also adapted to allow for unsteady simulations; the pseudo time marching algorithm and transition treatment in BLASTER are modified accordingly.
The missing elements for a complete unsteady model are identified and discussed.

The steady and unsteady coupling strategies are compared based on speed, accuracy and stability for different test cases in various flow regimes of interest. The unsteady coupling shows better stability and faster convergence especially for high incidence flows with separation. This advantage is diminished as the incidence decreases and the flow becomes simpler. For all cases, both strategies yield similar results with little to no difference. The low-Reynolds number flow proves to be challenging for the solver, and its divergence is not resolved by the unsteady coupling strategy.

The method is also tested on true unsteady pitching cases. Understanding the limitations of the model, simple conditions can be predicted with good accuracy compared to RANS simulations. Nonetheless, the solver lacks the ability to predict fast motion, and suffers from issues when refining the time step.


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Auteur

  • Thomée, Corentin ULiège Université de Liège > Master ing. civ. aéro., fin. spéc. aer. eng.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Dimitriadis, Grigorios ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Interactions Fluide-Structure - Aérodynamique expérimentale
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Crovato, Adrien ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Interactions Fluide-Structure - Aérodynamique expérimentale
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
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