Processus de conception de fidélité mixte pour des concepts d'avion à ingestion de couche limite

Autor: Atinault, Olivier, Meheut, Michaël, Defoort, Sébastien
Přispěvatelé: André, Cécile
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Popis: Boundary Layer Ingestion (BLI) is a promising concept that helps improving aircraft aeropropulsive performance. However, it remains difficult to bring together OAD (Overall Aircraft Design) process and high-fidelity tools due to the time of response of complex disciplinary tools. ONERA has thus developed a mixed fidelity approach inside its in-house OAD platform. The purpose is to mix conventional and robust OAD methods with high levels of fidelity from disciplinary tools such as CFD (Computational Fluid Dynamics), FEM (Finite Element Model) or CAA (Computational Aero Acoustics). This paper focuses on the integration of rapid CFD tools inside the OAD process, in order to assess BLI benefits. The resulting process is validated against reference and experimental cases when available, or high-fidelity RANS data elsewhere. The paper intends to present the tools and their validation process. These modules are applied to the common inlet concept, which aims at ingesting 100% of the fuselage boundary layer. The results demonstrate the potential gain on the Power Saving Coefficient (up to 3% obtained with the L2 BLI module without resizing loop) but with non-negligible fan losses (up to 1.5%).
L'ingestion de la couche limite (BLI) est l'un des concepts prometteurs permettant d'améliorer les performances aéropropulsives des avions. Plusieurs études ont déjà mis en évidence les avantages de cette technologie, soit au niveau de l'OAD (Overall Aircraft Design), soit avec la CFD (Computational Fluid Dynamics) haute-fidélité. Cependant, il reste difficile de rapprocher les outils OAD et haute-fidélité en raison du temps de réponse des outils disciplinaires complexes. L'ONERA a donc développé une approche de fidélité mixte au sein de sa plateforme interne OAD, en y intégrant des outils disciplinaires rapides. Le but est de mélanger des méthodes OAD conventionnelles et robustes avec des niveaux de fidélité élevés provenant d'outils disciplinaires tels que CFD, FEM ou CAA. Cet article se concentre sur l'intégration d'outils rapides de CFD dans le processus d'OAD, afin d'évaluer les avantages de la BLI.Le processus qui en résulte est validé par rapport à des cas de référence et expérimentaux lorsqu'ils sont disponibles, ou par rapport à des données RANS haute-fidélité. L'article a pour but de présenter les outils, leur processus de validation et les résultats globaux au niveau de l'OAD pour différentes familles d'avions (tels que les avions à moyen courriers ou les jets d'affaires) en utilisant les différents niveaux de fidélité disponibles.
Databáze: OpenAIRE
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