Une méthode de calcul de mécanique des fluides cinq fois plus rapide avec le LMFA

Jérôme Boudet et Emmanuel Lévêque travaillent au Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA). Au sein de leur équipe, en collaboration avec la société CS-Group, ils ont développé une méthode de calcul de mécanique des fluides cinq fois plus rapide.

Ils reviennent pour nous sur les avantages de l'utilisation de la méthode Boltzmann sur réseau (logiciel industriel ProLB), qui permet de simuler le phénomène de décollement aérodynamique qui peut se produire dans un moteur d'avion :

« Dans un moteur d'avion, les écoulements dans les étages de compression sont tridimensionnels, instationnaires et turbulents. C'est pourquoi leur simulation est complexe, notamment si l'on veut décrire un phénomène comme le décollement de couche limite (la formation de zones tourbillonnaires), qui nuit au fonctionnement optimal du moteur. Avec les logiciels de mécanique des fluides classiques, ce type de calculs oblige à faire des compromis ou des simplifications, compte-tenu des moyens de calculs disponibles.

Pour diminuer les temps de calculs, et ouvrir ainsi la voie à des simulations plus précises, nous proposons d'appliquer à ce problème la méthode Boltzmann sur réseau.

Cette méthode, contrairement aux méthodes classiques de simulation, s'attache au mouvement des molécules du fluide et permet de simuler efficacement la dynamique du fluide. C'est ce que nous avons montré en nous focalisant sur le phénomène de décollement aérodynamique qui peut se produire dans un moteur. les résultats ont été obtenus cinq fois plus rapidement qu'avec des techniques de simulation classiques. L'efficacité et la réduction du coût de temps de calcul confirment les avantages de cette méthode.

Cette approche ouvre la voie à des calculs plus précis et à une conception optimisées des pièces aéronautiques.

Nous allons à présent tester la méthode avec des écoulements plus rapides et plus représentatifs du fonctionnement réel d'un moteur d'avion. »

Cette recherche est dirigée par conjointement par Jérôme Boudet maître de conférences en mécanique des fluides et Emmanuel Lévêque directeur de recherche CNRS à Centrale Lyon. Elle associe un consortium public-privé composé de Centrale Lyon, CS-Group, Renault, Airbus, Aix-Marseille Université, Sorbonne Université et le CNRS.

En savoir plus sur le site du CNRS INSIS.