Résultats étranges sur Fluent avec une boundary condition de moving wall

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Bonjour, je voulais comparer des écoulements sur Fluent en remplaçant les conditions aux limites de wall par moving wall (je l’ai fait sur des profils d’aile, c’est pas très réaliste mais ce n’est pas l’important)

Et je ne comprends pas bien les résultats, pour le premier exemple j’ai prix un angle de 15° pour une vitesse d’entrée de 50 m/s (la paroi bouge également à 50m/s) pour être proche du décrochage :

Screenshot_20230203-171634_Messenger.jpg
Screenshot_20230203-171637_Messenger.jpg

En premier on a le cas avec une paroi mobile et en second nous avons une paroi fixe, pour les valeurs de portance et traînée il faut regarder les 3 dernières valeurs en bas, on a d’abord la traînée au niveau de la paroi fixe/mobile, puis la portance sur tout le profil et enfin la traînée sur tout le profil

Et je ne comprends pas bien ce résultat déjà, j’ai toujours entendu que le décrochage était un "décollement" de la couche limite, mais qu’est-ce qui décolle ici ? La couche limite bouge à la vitesse de 50m/s alors pourquoi nous avons une baisse de vitesse puis une réaugmentation ?

J’ai ensuite essayé avec un angle de 0° et une vitesse de 150m/s :

Screenshot_20230203-171647_Messenger.jpg
Screenshot_20230203-171650_Messenger.jpg

Et là la partie importante se trouve en bas pour la valeur de la portance, -100N, pour un profil symétrique à incidence nulle, je me demande si ce n’est pas lenmodèle qui a un problème mais pourtant j’ai cru comprendre que le modèle k-oméga (SST dans mon cas) était plutôt adapté.

Est-ce que vous auriez des explications, est-ce que la couche limite à 15° est normale pour une paroi mobile ? Merci d’avance
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Personne ?

[gts2]

Bonjour,

C'est peut-être qu'on a du mal à comprendre la question.
Qu'entendez-vous par paroi mobile : l'aile ? Dans ce cas vous passez d'une vitesse de l'air de 50m/s à 100 m/s ?
On ne voit pas de décollement de couche limite, simplement une augmentation de l'épaisseur.

Pour l'angle de 0°, je ne vois pas où se trouve la portance de -100N
Si vous obtenez cela c'est en effet problématique, votre figure étant parfaitement symétrique

[gts2]

Remarque : je croyais que c'était des lignes de champ, mais ce sont des lignes de niveau de vitesse, dans ce cas on peut voir un décollement dès le début pour 15°

[A voir en vidéo sur Futura]

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Quand je parle de paroi mobile, je veux dire que tout le profil est immobile sauf la paroi supérieure et inférieure qui avancent à la vitesse de 50 m/s (bon faut pas chercher comment par contre)

L’air arrive à la vitesse de 50m/s ce qui fait que la vitesse relative entre la paroi et le fluide est de 0 m/s

Et justement ce que je ne comprends pas c’est l’épaisseur de la couche limite, je pensais que la couche limite c’était la partie de fluide en contact de la paroi qui est affectée par les frottements

Sauf que là on dirait que la couche limite se forme entre deux portions de fluide

La vitesse du fluide au niveau de la paroi est de 50 m/s et la vitesse du fluide du dessus est aussi de 50 m/s, pourquoi il se forme entre les deux une couche limite avec de l’air immobile ?

Pour la portance en fait tout en bas il y a des valeurs dans l’encadré blanc, et il y a marqué -1.0326e+02

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Remarque : je croyais que c'était des lignes de champ, mais ce sont des lignes de niveau de vitesse, dans ce cas on peut voir un décollement dès le début pour 15°

J’ai représenté la norme de la vitesse sur tout le domaine, les lignes sont les lignes du maillage je crois (je n’ai pas encore beaucoup d’expériences sur Fluent)

J’ai pris 15° pour voir le décrochage ou au moins le début

[gts2]

Je ne comprends pas c’est l’épaisseur de la couche limite.

Si c'est mon premier message, c'était une erreur d'interprétation.

Je pensais que la couche limite c’était la partie de fluide en contact de la paroi qui est affectée par les frottements.

C'est bien cela.

Sauf que là on dirait que la couche limite se forme entre deux portions de fluide

C'est bien cela SAUF lorsqu'il y a décollement (par définition même de décoller) la couche limite s'éloigne de la paroi et "laisse" une zone tourbillonnaire entre le profil et la couche limite.

L’air arrive à la vitesse de 50m/s ce qui fait que la vitesse relative entre la paroi et le fluide est de 0 m/s

Oui mais là vous parlez de la paroi du "tunnel" sous incidence nulle.

La vitesse du fluide au niveau de la paroi est de 50 m/s et la vitesse du fluide du dessus est aussi de 50 m/s, pourquoi il se forme entre les deux une couche limite avec de l’air immobile ?

De quel endroit parlez vous ? La vitesse du fluide au niveau de la paroi de l'aile n'est quasiment jamais à 50 m/s.

Pour la portance en fait tout en bas il y a des valeurs dans l’encadré blanc, et il y a marqué -1.0326e+02

La 7ième colonne serait la portance ?

Des tracés de ligne de courant pourait peut-être permettre d'y voir plus clair.

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Ah je pensais que le terme décollement c’était pour dire que ça s’épaississait d’un coup, je comprends mieux du coup

Oui je n’ai pas précisé à incidence nulle mais c’était juste pour dire que l’air proche de la paroi ne va pas à la vitesse (50 + vitesse de la paroi) comme premier message semblait laisser penser

Je parle de l’air au niveau de la paroi (et on le voit sur Fluent), comme la paroi va à la vitesse de 50m/s la condition de non glissement fait que l’air à ce niveau va à la même vitesse

Oui, les premières colonnes sont affichées automatiquement je ne les ai pas choisies, et les 3 dernières (si on ne compte pas la colonne des itérations) sont dans l’ordre de droite à gauche, la traînée sur tout le profil, la portance sur tout le profil, et la traînée au niveau de la paroi supérieure et inférieure (qui est soit mobile soit fixe)

[gts2]

Il est vrai que par simple raison de symétrie la portance est nulle.
Pouvez-vous m'envoyer le fichier en MP pour que j'essaie de comprendre.

[Deedee81]

Salut,

Pouvez-vous m'envoyer le fichier en MP pour que j'essaie de comprendre.

Attention, en MP on ne sait pas mettre de pièce jointe.
Donc faut un lien internet

[Link1003493649]

Malheureusement je ne l’ai plus, mais je viens de me souvenir que quand j’ai raffiné le maillage au niveau de la paroi arrière (en forme de pointe), je n’ai raffiné que la partie haute car ça avait l’air d’avoir ajouté des éléments des deux côtés (comme on peut voir sur les images ça semble symétrique), mais peut-être que des imprécisions se sont glissées et à 150m/s elles étaient moins négligeables qu’à 50m/s où c’était plus faible

Mais pour résumer comment je l’ai fait, j’ai fait un demi-arc de cercle de rayon 5cm, la paroi supérieure/inférieure fait 30cm de longueur et le bord de fuite est à 45cm du centre de l’arc de cercle. Et j’ai aussi fait un gros carré de 10m de côté pour délimiter le domaine

Pour le maillage je l’ai généré automatiquement avec workbench puis je l’ai raffiné d’un rapport 3 sur la paroi supérieure et inférieure, et la paroi arrière haute également

Et ensuite sur Fluent j’ai juste mis une vitesse d’entrée de 150 m/s

[harmoniciste]

Ah je pensais que le terme décollement c’était pour dire que ça s’épaississait d’un coup

Bonjour,
Toute couche limite s’épaissit régulièrement en allant vers l'aval d'une paroi ou d'un profil, au fur et à mesure que le frottement contre la surface du profil la ralentit. Elle ne décolle pas de la paroi du profil pour autant.
A 100 m de l'avant d'un Zeppelin volant à 100 km/h, cette épaisseur atteignait près de 1 m et on pouvait sortir le bras à l'extérieur des fenètres sans ressentir de vent.
Ce n'est que quand ce ralentissement de la couche fini par donner une vitesse négative (c'est à dire vers dirigé vers l'amont) qu'en ce point précis la couche se sépare du profil.

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Bonjour,
Toute couche limite s’épaissit régulièrement en allant vers l'aval d'une paroi ou d'un profil, au fur et à mesure que le frottement contre la surface du profil la ralentit. Elle ne décolle pas de la paroi du profil pour autant.
A 100 m de l'avant d'un Zeppelin volant à 100 km/h, cette épaisseur atteignait près de 1 m et on pouvait sortir le bras à l'extérieur des fenètres sans ressentir de vent.
Ce n'est que quand ce ralentissement de la couche fini par donner une vitesse négative (c'est à dire vers dirigé vers l'amont) qu'en ce point précis la couche se sépare du profil.

Pièce jointe 474873

Je vois, et dans mon cas c’est un décollement ou un épaississement ? Si c’est un épaississement comment ça se fait que la vitesse soit nulle et non pas égale à celle de la paroi (puisque l’air prpche de la paroi est censé être la couche limite) ?

Si c’est un décollement ça fait sens mais si c’est un épaississement je ne comprends pas le résultat

[gts2]

Si c’est un épaississement comment ça se fait que la vitesse soit nulle et non pas égale à celle de la paroi (puisque l’air proche de la paroi est censé être la couche limite) ?

Vous dites : "tout le profil est immobile sauf la paroi supérieure et inférieure", j'ai du mal à comprendre.

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Vous dites : "tout le profil est immobile sauf la paroi supérieure et inférieure", j'ai du mal à comprendre.

En fait avec Fluent il y a la possibilité de mettre comme condition aux limites un mur mobile, comme avec un écoulement de Couette, bon sur un profil d’aile ça n’existe pas mais c’est juste pour voir

Dans le cas ici les deux parois parallèles bougent à la vitesse de 50m/s tandis que les autres parois sont fixes

L’exemple qui se rapprocherait le plus de ce cas serait si on avait un tapis roulant sur l’aile à ce niveau par exemple

Edit : c’est d’ailleurs pour ça qu’on peut voir que sur la première image la vitesse au niveau de la paroi n’est pas nulle tandis que sur la deuxième elle l’est

[gts2]

OK, compris, cela pourrait simuler un soufflage de couche limite.
Il faudrait peut-être réessayer avec une incidence plus faible et un décollement qui se déroule un peu plus loin.

[Link1003493649]

Oui le soufflage aussi c’est vrai, je vais essayer de changer d’angle mais je n’ai pas accès à Fluent cette semaine

[Link1003493649]

Bon j'ai pu finalement tester avec 8° et voilà ce que j'obtiens :

Screenshot_20230209-135628_Messenger.jpg
Screenshot_20230209-135634_Messenger.jpg

Là je ne comprends pas, on dirait qu'à 8° on a également un décollement dès le départ

Ou alors ce n est pas un décollement mais si c est un épaississement je ne comprends pas pourquoi dans le cas de la paroi mobile la vitesse de la couche limite est nulle si la vitesse à la paroi est non nulle

[gts2]

La couche limite correspond à une seule maille, cela doit être très imprécis.
Il faudrait augmenter le maillage pour la couche limite : "Mesh Control" "Inflation" "layer thickeness"

[Link1003493649]

Je me rends compte que les deux images que j’ai envoyées sont identiques, j’ai donc tenté de raffiner le maillage (c’est pas très beau mais c’est surtout la partie paroi mobile qui m’intéresse) :

Screenshot_20230209-221909_Messenger.jpg
Screenshot_20230209-221912_Messenger.jpg

Ça ressemble effectivement à un décollement puisque ça commence dès le changement de direction, mais ça m’étonne que ça arrive même à 8°

[gts2]

Voir : univ-usto.dz/theses_en_ligne

page 52 IV 14, on est à 9° mais avec un "vrai" profil NACA, un maillage nettement plus fin et un tracé en vecteurs.
et je suppose qu'il est possible de faire un zoom comme page 53 IV-16 (qui concerne 24°) autour du point de décollement pour mettre clairement en évidence celui-ci.

Après je ne suis pas suffisamment compétent pour savoir s'il faut accuser le profil, le maillage ou autre.
Déjà une représentation en vecteur serait plus facile à interpréter.

[Link1003493649]

Oh je vois, oui en effet peut-être que le profil en est la cause, je pensais que le décrochage était aux alentours de 15° mais si c’est 9° pour des NACA je devrais peut-être essayer de le refaire, au moins le bord d’attaque parce que c’est vrai que ça a l’air de décoller dès ce moment-là ce qui fait que la paroi mobile ne peut pas changer grand chose si la couche limite s’est déjà décollée au moment où le fluide arrive sur la paroi

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Du coup j’ai essayé de changer le profil et je comprends encore moins le résultat :

Screenshot_20230210-153046_Messenger.jpg
Screenshot_20230210-153048_Messenger.jpg
Screenshot_20230210-153051_Messenger.jpg

L’air part vers le haut dès le départ alors que le bord d’attaque est dans la direction du vent, j’ai affiché la vitesse horizontale cette fois et la troisième image on peut voir les vecteurs

Du coup on voit qu’il y a des vitesses négatives sur la paroi, mais je ne comprends pas pourquoi ça arrive aussi tôt

Quand on met un angle de 0 ça n’a pas le temps d’arriver parce que la paroi mobile fait que la couche limite ne s’épaissit pas, mais avec un angle ça n’a pas le temps d’atteindre cette paroi