Validation des résultats d’un écoulement transsonique avec le modèle d’aile ONERA-M6

La simulation est un outil efficace pour mener des expériences, car elle permet de réaliser un grand nombre d’essais relativement rapidement et à moindre coût, en réduisant le nombre de souffleries nécessaires. Afin de montrer que vous pouvez vous fier aux résultats lors de la modélisation d’écoulements transsoniques, nous avons construit un modèle de validation basé sur la célèbre aile ONERA-M6.

Modélisation d’écoulements à vitesses transsoniques avec COMSOL Multiphysics^®

Lorsque vous ajoutez le module CFD à la plateforme de simulation COMSOL Multiphysics^®, vous avez accès à des fonctionnalités spécialisées pour la modélisation d’écoulement de fluide, y compris diverses interfaces physiques prédéfinies. De manière générale, les interfaces physiques définissent un système d’équations, d’analyses, de maillages, d’études et de solveurs, ainsi que des fonctionnalités d’évaluation et de visualisation des résultats relatives à un certain domaine de l’ingénierie ou à un certain phénomène physique. Vous avez toujours accès aux interfaces physiques de base incluses dans la plateforme COMSOL Multiphysics^®, mais vous pouvez enrichir la liste des interfaces disponibles en ajoutant les modules pertinents pour vos travaux, comme dans le cas présent, le module CFD.

L’interface utilisateur de COMSOL Multiphysics^® avec l’interface Ecoulement à haut nombre de Mach du module CFD en cours d’utilisation. La fenêtre graphique montre les résultats après résolution du modèle d’aile ONERA-M6.

Pour modéliser un écoulement transsonique autour d’ailes avec COMSOL Multiphysics^®, il est nécessaire d’ajouter le module CFD et d’utiliser l’interface Ecoulement à haut nombre de Mach, de préférence avec le modèle de turbulence Spalart–Allmaras, qui est un modèle à une équation développé pour l’aérodynamique. Notez que nous ne couvrirons pas les détails de la mise en place de ce modèle ici, en revanche vous pouvez télécharger le fichier MPH et les instructions correspondantes à partir de la Bibliothèque d’applications.

A propos du modèle d’aile ONERA-M6

L’aile ONERA-M6 a initialement été créée dans les années 1970 pour valider des modèles numériques (3D) impliquant des écoulements à vitesses transsoniques et à nombres de Reynolds élevés. En comparant nos résultats aux données issues de l’expérience ONERA-M6, nous pouvons vérifier que le modèle COMSOL est précis. Notre modèle de validation est basé sur la géométrie CAO de l’aile fournie par le Centre de recherche Langley de la NASA, que nous avons importée dans COMSOL Multiphysics^® à l’aide du module CAD Import. (D’ailleurs, si vous n’avez pas encore vu les photos de la configuration originale de l’aile, consultez-les sur le site web de l’ONERA.)

Résultats et validation

Après avoir résolu le modèle, nous pouvons visualiser le nombre de Mach et la pression sur l’aile à l’aide de graphiques de surface et d’isovaleurs. Les résultats montrent deux chocs faibles le long de la surface de l’aile:

Comment cela se compare-t-il à l’expérience de l’aile ONERA-M6? En traçant les courbes des résultats de notre simulation et les résultats de l’expérience en soufflerie, nous constatons qu’il y a un bon accord entre les deux. En bref, le modèle décrit avec précision la localisation des chocs et l’amplitude des variations du coefficient de pression. Vous pouvez consultez les comparaisons de résultats ici:

Lancez-vous!

Prêt à tester le modèle en vol? Tous les fichiers, y compris les instructions étape par étape, peuvent être téléchargés depuis la Bibliothèque d’applications à partir de la version 6.1 de COMSOL Multiphysics^®.

 
Le modèle ONERA-M6 n’est qu’un des nombreux modèles de vérification et de validation disponibles en téléchargement. Pour en savoir plus et accéder à la collection complète, consultez l’article de blog intitulé “Disponible dès maintenant: collection de modèles de vérification et de validation COMSOL”.

 
Ce modèle utilise les données de l’aile ONERA-M6 comme référence. Ce modèle n’est pas affilié à, approuvé par, ni sponsorisé par l’ONERA.