Titel:
Design and optimization of aircraft engine nozzles in under-wing configuration ; Conception et optimisation de tuyères en configuration installée
Anmerkungen:
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Beschreibung:
Lorsque les moteurs aéronautiques sont installés sous les ailes des aéronefs, des interactions aérodynamiques apparaissent entre l’ensemble propulsif et la voilure, qui sont aussi appelées « effets d’installation ». L’augmentation du taux de dilution des turbofan, permettant de réduire leur consommation de carburant, conduit à des diamètres de nacelles plus importants qu’auparavant, et renforce ces phénomènes. En particulier, l’arrière-corps et les tuyères du moteur sont situés à proximité de l’intrados de la voilure et sont fortement impactés par ces interactions aérodynamiques. Afin de mieux prendre en compte les effets d’installation dès les phases préliminaires de conception, cette thèse vise à développer des méthodes pour le dessin des lignes aérodynamiques de tuyères basées sur des optimisations de formes, s’appuyant sur des outils de dessin industriel (CAO) et des simulations aéro-propulsives couplées. Les modèles géométriques industriels utilisent généralement des logiciels commerciaux de CAO, et comprennent des centaines de paramètres de dessin. Cependant, une étude bibliographique montre que les méthodes d’optimisation existantes ne permettent pas de traiter des cas avec un grand nombre de variables tout en incluant des logiciels commerciaux en « boîte noire ». En réponse à cette difficulté, une méthode originale, appelée combinaison convexe, est proposée et développée dans ce travail. En se servant du savoir-faire industriel pour définir un sous-espace de l’espace de conception, cette approche innovante permet de réduire la dimension du problème d’optimisation. Ainsi, elle donne accès à la plupart des méthodes d’optimisation pour la recherche d’un optimum sur l’espace réduit. Tout d’abord, cette approche a été appliquée à une nacelle de moteur mono-flux et bidimensionnelle. Sur ce cas simple, sans CAO, la méthode a été testée et validée. De surcroît, explorer l’espace réduit s’est avéré être une stratégie parfois plus performante que l’exploration du domaine de design complet. Puis, un cas de nacelle ...