La méthode Chimère : Une méthode de maillages recouvrants

Transcription

1 La méthode Chimère : Une méthode de maillages recouvrants Les différentes topologies possibles avec la méthode Chimère et ses différentes utilisations Les techniques Chimère de base Les contraintes sur les maillages Les techniques Chimère avancées Maturité des techniques et implémentation dans elsa Types de configurations et utilisations possibles de la méthode Chimère Christophe Benoit Gaëlle Jeanfaivre Stéphanie Péron 1

2 Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Ajout de corps sans contact Ajout du rotor dans le maillage du fuselage Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Mouvement de corps sans r lage Rotor sur banc de soufflerie 2

3 Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Compatibilité avec la déformation de corps Rotor élastique sur banc de soufflerie Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Définition d une géométrie complexe au moyen de différents maillages : surface découpée Comanche 3

4 Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Définition de la géométrie au moyen de différents maillages : ajout de corps en contact Fuselage+mât Fuselage + aile Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Définition de la géométrie au moyen de différents maillages : trous dans la géométrie Fente d injection intrados+extrados Profil Rae avec cavité 4

5 Types de configurations possibles avec la méthode Chimère Définition de la géométrie au moyen de différents maillages : corps rentrants Profil Naca + aileron Intérêts Faciliter la génération du maillage pour les géométries complexes Faciliter la gestion des mouvements de corps et la déformation de maillage Faciliter la réutilisation des maillages Génération robuste du maillage pouvant être utilisée optimisation de formes 5

6 Les techniques Chimère Christophe Benoit Gaëlle Jeanfaivre Stéphanie Péron Techniques Chimère : Base Méthode Chimère de base 2 types de conditions aux limites Influence Recouvrement 3 types de points Discrétisés Masqués Interpolés 6

7 Technique Chimère : Base Définition d une frontière de recouvrement dans le script : bnd = DesBoundary('bnd', 'domain1', 'winddomain1', '') bnd.sets('type', 'join') bnd.sets('jtype', 'overlap') bnd.attach('domain2') Techniques Chimère : Masques Différents types de masquage Plan : points masqués au-dessus d un plan Parallélépipédique : points masqués à l intérieur d une enveloppe cartésienne définie par l utilisateur Cartésien : points masqués à l intérieur d une série d enveloppes cartésiennes définies par l utilisateur (nombre d éléments, direction de projection, angle d inclinaison) Précis : masque cartésien + prise en compte de la normale à la surface 7

8 Techniques Chimère : Masques Différents types de masquage Plan : points masqués au-dessus d un plan Parallélépipédique : points masqués à l intérieur d une enveloppe cartésienne définie par l utilisateur Cartésien : points masqués à l intérieur d une série d enveloppes cartésiennes définies par l utilisateur (nombre d éléments, direction de projection, angle d inclinaison) Précis : masque cartésien + prise en compte de la normale à la surface Techniques Chimère : Masques Différents types de masquage Plan : points masqués au-dessus d un plan Parallélépipédique : points masqués à l intérieur d une enveloppe cartésienne définie par l utilisateur Cartésien : points masqués à l intérieur d une série d enveloppes cartésiennes définies par l utilisateur (nombre d éléments, direction de projection, angle d inclinaison) Précis : masque cartésien + prise en compte de la normale à la surface 8

9 Techniques Chimère : Masques Différents types de masquage Plan : points masqués au-dessus d un plan Parallélépipédique : points masqués à l intérieur d une enveloppe cartésienne définie par l utilisateur Cartésien : points masqués à l intérieur d une série d enveloppes cartésiennes définies par l utilisateur (nombre d éléments, direction de projection, angle d inclinaison) Précis : masque cartésien + prise en compte de la normale à la surface Techniques Chimère : Masques Différents types de masquage Plan : points masqués au-dessus d un plan Parallélépipédique : points masqués à l intérieur d une enveloppe cartésienne définie par l utilisateur Cartésien : points masqués à l intérieur d une série d enveloppes cartésiennes définies par l utilisateur (nombre d éléments, direction de projection, angle d inclinaison) Précis : masque cartésien + prise en compte de la normale à la surface + Ghost : permet d ajouter un domaine d interpolation à la liste, sans pour autant masquer des points (par ex pour un domaine d enrichissement) 9

10 Techniques Chimère : Masques Définir un masque dans le script mask_body = DesMask('mask_name', 'my_window') mask.sets('type', 'cart_elts') mask.seti('dim1', 70) mask.seti('dim2', 70) mask.sets('area', 'classical') mask.sets('proj_direction', 'y') Techniques Chimère : Recherche des cellules d interpolation Préconditionnement pour la recherche de la cellule d interpolation : créé une liste de cellules candidates à l interpolation ADT : stationnaire ou instationnaire sans mouvement de corps (faible mémoire, utilisation relativement lente) ICG : avec mouvement de corps (forte occupation mémoire, mais utilisation rapide, paramètres) Pour les grilles simples (cartésiennes, cylindriques) : utiliser les préconditionnements spécifiques Le choix final de la cellule d interpolation se porte sur la cellule de plus petit volume 10

11 Techniques Chimère : Recherche des cellules d interpolation Spécifier le type de préconditionnement pour l interpolation dans le script : Blk = block(name='blk') Blk.set('interpol_tool', INTERP_TYPE) Blk.set('icg_dim_factor', ICG_DIM_FACTOR) Blk.set('icg_refn_depth', ICG_REFN_DEPTH) Blk.set('icg_refn_cut', ICG_REFN_CUT) Les contraintes sur le maillage Christophe Benoit Gaëlle Jeanfaivre Stéphanie Péron 11

12 Contrainte de précision Précision des interpolations Liée à la taille de la maille d interpolation Frontière extérieure : Essayer d avoir des mailles de la même taille que la grille de fond Essayer d éviter que des forts gradients traversent l interface Frontière intérieure (masque) : Éloigner les masques des corps dans le cas NS Contrainte de conservation Au niveau du raccord, la méthode n est pas conservative Si une discontinuité (choc, discontinuité de contact, nappe de glissement ou tourbillonnaire) la traverse, les bonnes relations de saut ne sont pas assurées Dans la pratique : Pas de problème constaté quand la discontinuité n est pas parallèle au raccord L erreur de conservation diminue avec la taille de maille 12

13 Contrainte de recouvrement Un recouvrement minimum est requis : Contrainte de recouvrement Problème! 13

14 Les techniques Chimère avancées Christophe Benoit Gaëlle Jeanfaivre Stéphanie Péron Techniques : une rangée de cellules d interpolation Diminue la contrainte de recouvrement : Le schéma reste d ordre 2 num.getchimera().seti('chm_interp_depth', 1) 14

15 Techniques : interpolations implicites Diminue encore la contrainte de recouvrement : Nécessite l inversion d un système linéaire num.getchimera().seti('chm_impl_interp', 2) Utilisation de ces techniques Rotor fuselage interaction, Mt=0.646, µ=0.4, Euler computation 15

16 Définition multiple de parois Géométrie du profil définie deux fois (maillage rouge et maillage vert) : Définition multiple de parois Représentation différente de la couche limite : Assurer leur cohérence num.getchimera().seti('chm_double_wall, 1) 16

17 Utilisation de cette technique Dauphin fuselage and strut, Image by T. Renaud (DAAP/H2T) Condition aux limites doublement définie Dans certains cas, il peut être utile de définir une condition aux limites à la fois comme une condition aux limites physique et de recouvrement : bnd.seti('doubly_defined', 1) 17

18 Utilisation de cette technique RAE profile with cavity, M=0.76, Re= , k-ω model Technique Gridless 18

19 Utilisation de cette technique NACA0012 profile with flap, M=0.4, Euler computation Maturité des techniques Christophe Benoit Gaëlle Jeanfaivre Stéphanie Péron 19

20 Maturité des techniques Chimère de Base Euler, visqueux, tout modèle de turbulence Mouvement de corps, déformation de corps Mutigrille (?) ALE Parallèle Multigrille + parallèle, non validé ALE + parallèle, non validé Chimère 1 rangée de cellules d interpolation Schéma de Jameson pour le champ moyen Schéma de Roe pour le champ turbulent Pas de loi de paroi Multigrille, parallèle, ALE : idem Chimère de base Maturité des techniques Interpolation implicite Non validé Méthode de multiple définition de parois Parallèle en cours de validation Pas de post-traitement adéquat Conditions aux limites multiplement définies Pb avec depth = 1 Pas de multigrille Parallèle non validé Pas de post-traitement adéquat 20

21 Maturité des techniques Correction des solutions par masquage Pas de gestion automatique du masque Sauvegarde des coefficients d interpolation Seulement en stationnaire Parallélisé partiellement (écriture des coefficients en séquentiel et lecture en parallèle) Non intégré Techniques au stade de la recherche Gridless Uniquement Euler Robustesse non encore atteinte Schémas et interpolations d ordre 3 Thèse en cours d O. Saunier Maturité des techniques Post-traitement Pas de traitement spécifique ni pour la multiple définition de paroi, ni pour les conditions aux limites multiplement définies 21