A nonlinear computational aeroelasticity model for aircraft wings (French text)

Cette these presente le developpement d'un code d'aeroelasticite nonlineaire base sur un solveur CFD robuste afin de l'appliquer aux ailes flexibles en ecoulement transsonique. Le modele mathematique complet est base sur les equations du mouvement des structures et les equations d'Euler pour les ecoulements transsoniques non-visqueux. La strategie de traiter tel systeme complexe par un couplage etage presente des avantages pour le developpement d'un code modulaire et facile a faire evoluer. La non-correspondance entre les deux grilles de calcul a l'interface fluide-structure, due aux differences des tailles et des types des elements utilises par la resolution de l'ecoulement et de la structure, est resolue par l'ajout d'un module specifique. Les transferts des informations entre ces deux grilles satisfont la loi de la conservation de l'energie. Le modele nonlineaire de la dynamique du fluide base sur la description Euler-Lagrange est discretise dans le maillage mobile. Le modele pour le calcul des structures est suppose lineaire dans lequel la methode de superposition modale est appliquee pour reduire le temps de calcul et la dimension de la memoire. Un autre modele pour la structure base directement sur la methode des elements finis est aussi developpe. Il est egalement couple dans le code pour prouver son extension future aux applications plus generales. La nonlinearite est une autre source de complexite du systeme bien que celle-ci est prevue uniquement dans le modele aerodynamique. L'algorithme GMRES nonlineaire avec le preconditioneur ILUT est implemente dans le solveur CFD ou un capteur de choc pour les ecoulements transsoniques et la technique de stabilisation numerique SUPG pour des ecoulements domines par la convection sont appliques. Un schema du second ordre est utilise pour la discretisation temporelle.; Les composants de ce code sont valides par des tests numeriques. Le modele complet est applique et valide sur l'aile aeroelastique AGARD 445.6 dans le cas du nombre de Mach 0.96 qui est une valeur critique en flottement. Les simulations de flottement donnent des resultats numeriques satisfaisants en comparaison avec ceux experimentaux.