Agenda partagé

Le 3 mai 2019

Soutenance de thèse de Ghalia GUIZA

Un schéma CFD fiable et adaptatif pour le design des dirigeables

Soutenance de thèse de Ghalia GUIZA

Résumé de la thèse en français :

Cette thèse porte sur la modélisation et la simulation numérique d'écoulements instationnaires et turbulents dans un contexte d'aérodynamique externe. L'étude proposée contribue au développement de méthodes adaptées aux écoulements incompressibles, monophasiques et multiphasiques, autour de divers corps profilés et non-profilés. Celles-ci reposent sur une méthode éléments finis stabilisés innovante de type Variational Multiscale (VMS), dans laquelle la solution est décomposée a priori en une grande échelle résolue et une petite échelle modélisé, dont l'effet sur la grande échelle est pris en compte au travers de termes sources proportionnels aux résidus des équations du problème grande échelle. Une procédure automatique est utilisée afin de générer des maillages hybrides combinant une région interne structurée en strates et conforme à la théorie des couches limites, et une région externe non structurée et adaptée via un estimateur d'erreur VMS sous la contrainte d'un nombre d'éléments fixé. Pour les cas mettant en jeu plusieurs phases immiscibles, une méthode level-set est utilisée afin de suivre précisément les interfaces tout en prenant en compte les effets de tension de surface. L'originalité et l'enjeu principal de cette thèse résident dans le couplage de ces différentes approches en une formulation unifiée, et leur mise en oeuvre dans un contexte de calcul massivement parallèle. Plusieurs cas-tests en deux et trois dimensions sont présentés afin de démontrer la précision et la robustesse des outils proposés. Le solveur est ensuite utilisé pour analyser l'aérodynamique du Stratobus, un dirigeable stratosphérique développé par Thalès Alenia Space et destiné à un large éventail d'applications civiles ou militaires. En régime permanent, une hypothèse d'enveloppe rigide permet de prédire les forces exercées sur la structure en bon accord avec l'expérience. L'effet du slosh d'un ballonet d'hélium placé à l'intérieur de l'enveloppe est également simulé afin de caractériser la dynamique du dirigeable durant la phase de décollage.

Résumé de la thèse en anglais :

This thesis is devoted to the modelling and the numerical simulation of unsteady, turbulent flows relevant to external aerodynamic applications. The proposed study aims at developing methods suited to incompressible, monophase and multiphase flows around various slender and non-slender bodies. The latter rely on the Variational Multiscale (VMS) stabilized finite element method, that introduces an a priori decomposition of the solution into coarse and fine scale components. The general idea is that only the large scales are fully represented and resolved at the discrete level, while the effect of the small unresolved scales is taken into account by means of consistently derived source terms proportional to the residual of the resolved scale solution. An automatic procedure is used to build complex meshes combining a multilayer inner region structured according to the boundary layer theory, and an external non-structured region refined using a VMS error estimator under the constraint of a fixed number of nodes. For cases involving several immiscible phases, an advanced level-set method is used to accurately follow the interfaces while accounting for surface tension effects. The coupling between these various components into a unified formulation, and their implementation in a context of high performance computing, make for the novelty and the main objective of this thesis. Several test-cases in two and three dimensions are presented to assess the accuracy and the robustness of the proposed methods. The solver is then used to analyze the aerodynamics of the Stratobus, a stratospheric airship designed by Thalès Alenia Space for a wide range of civilian and military operations. In the permanent regime, a rigid envelope assumption allows predicting the forces exerted on the structure in good agreement with the experiments. The effect of a lighter-than-air ballonet slosh located in the hull is also simulated to characterize the airship dynamics during take-off.

Titre anglais : Reliable and Adaptive CFD Framework for Airship Design
Date de soutenance : vendredi 3 mai 2019 à 14h00
Adresse de soutenance : 1 Rue Claude Daunesse, 06904 Sophia Antipolis - Amphi Mozart
Directeur de thèse : Elie HACHEM

> plus d'informations sur le site dédié Soutenance de thèse de Ghalia GUIZA - Mines Paris - PSL

Voir tous les événements

Partager

actualité

240 ans de recherche et de formation

Ecole 240 ans de recherche et de formation Vidéo : 240ans de recherche…
> En savoir +

Samuel Forest, élu membre de l’Académie des Sciences

Formation Samuel Forest, élu membre de l’Académie des… Samuel Forest lors de sa réception à…
> En savoir +

Mines Paris plébiscitée par ses étudiantes

Formation Mines Paris plébiscitée par ses étudiantes Mines Paris - PSL, une école qui répond…
> En savoir +

Corentin Gombert, prix de thèse de l’ARIMHE

Formation Corentin Gombert, prix de thèse de l’ARIMHE Corentin Gombert, doctorant au CGS Mines Paris - PSL, lors de…
> En savoir +

L'analyse d'images pour une médecine personnalisée du cancer du sein

Formation L'analyse d'images pour une médecine personnalisée du… L'interprétation des prédictions des…
> En savoir +

Femmes de science

Formation Femmes de science Chercheuses confirmées, doctorantes, élèves ou alumni,…
> En savoir +

+ Toutes les actualités

téléchargement

découverte

 

Voir l'agenda des formations et autres actualités

 

Consultez régulièrement les offres de formation

p_l_a_n_d_u_s_i_t_e
Mentions légales efil.fr © 2014 Mines Paris - PSL