Post-doctorant dans le domaine de la mécanique des fluides projet drapo h/f

Contexte

Les nano-drones (ex : blackhornet) et les drones haute altitude longue endurance (HALE) évoluent dans des régimes d'écoulement où les effets visqueux sont prépondérants. Ils sont de ce fait sensibles aux perturbations aérologiques qui favorisent le décollement de la couche limite laminaire et induisent de grandes variations d'efforts aérodynamiques difficilement contrôlables. Le projet DRAPO, mené en partenariat entre l'ISAE-SUPAERO et l'École de l'air et de l'espace, a pour objectif d'étudier la réponse d'une voilure aux perturbations aérologiques, à des nombres de Reynolds transitionnels, en vue d'identifier les mécanismes physiques qui peuvent conduire à une réduction significative de ces variations d'efforts.
L'école de l'air et de l'espace dispose de compétences fortes en modélisation à ordre réduit des écoulements instationnaires. La méthode des tourbillons discrets modulée par un paramètre d'aspiration de bord d'attaque (Leading-edge-suction-modulated Discrete Vortex Method, LDVM) est développée [Ramesh et al. 2014, Faure et al., 2019] et utilisée depuis plusieurs années sur de multiples configurations. Une version « LDVM-2D », est dédiée aux calculs d'aérodynamique 2D instationnaire et éventuellement décollée [Faure et al., 2018, Videlier & Faure, 2022], elle est utilisée dans une phase de conception préliminaire d'un système aéronautique. Une seconde version « LDVM-2D multi-profils », est dédiée aux calculs d'aérodynamique instationnaire 2D et aux interactions entre profils [Faure et al., 2020]. Enfin, une version « LDVM-3D », est l'extension du code aux ailes d'envergure finies pouvant éventuellement présenter un dièdre [Faure & Leogrande 2020, Faure et al., 2022].

Travail à réaliser
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L'objectif de l'étude consistera à développer la LDVM dans le cas d'un écoulement incident non-uniforme, par des approches 2D ou 3D. Les rafales pourront être des variations temporelles de la vitesse longitudinale ou verticale, ou la combinaison de modulation selon ces deux directions. Différents profils d'aile seront testés, optimisés pour les nano-drones à voilure tournante d'une part et les drones HALE à voilure fixe d'autre part. Les résultats numériques seront confrontés aux résultats expérimentaux obtenus à l'ISAE-Supaéro.
Le projet a pour ambition de développer un modèle espace-état permettant de prédire les efforts instationnaires subis par une voilure en interaction avec une perturbation, ce qui constituera une brique essentielle pour la prédiction des phénomènes de flottement rencontrés par les drones HALE.
L'étude de ces problématiques permettra d'améliorer la méthode LDVM, en considérant notamment un point de décollement du profil qui ne serait pas nécessairement situé ou initié au bord d'attaque.
Concernant le candidat, des capacités de programmation numérique sont attendues avec une excellente connaissance de Matlab et une grande rigueur dans l'écriture de lignes de code.