Modélisation par termes sources de générateurs de tourbillon et optimisation de leurs caractéristiques pour la réduction de traînée de véhicules automobiles
Institution:
Paris 6Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The drag reduction is one of the major working axes in the car industry. It imposes mainly to manipulate or to control the flow at the rear end of notchback vehicles, in particular on the rear-windows, responsible for an important part of the drag. We present an automatic process of optimization of appendixes for the manipulation of flow, called Vortex Generators (VGs), mounted at the end of the roof. This process associates a CFD RANS code with a method of optimization. The physical VGs are substituted in the numerical simulation, by a source terms model generating vortices created by the devices. We validate successfully the implementation of the model by comparisons with experimental results. A series of configurations of VGs is studied on simple geometries representing the rear part of a notchback vehicle. Secondly we estimate and validate the technique of optimization used in our procedure. We are interested in a global optimizer resting on the estimation of a response surface by kriging. The key point of the method of optimization lies in the choice of a better candidate by using the approximation surface to minimize the objective function. We estimate the algorithm on classical analytical functions by comparing results using the chosen meta-model with those obtained with more classic global and local algorithms. Finally, the process is used for the minimization of the global drag of a car scale model. The optimal VGs configuration enables a notable drag reduction
Abstract FR:
La réduction de traînée est l’un des axes majeurs de travail dans l’industrie automobile. Elle impose principalement de manipuler ou contrôler l’écoulement au niveau de la partie arrière des véhicules tri-corps, notamment sur la lunette arrière, responsable d’une part importante de la traînée. Nous présentons un processus automatique d’optimisation d’appendices pour la manipulation d’écoulement, appelés générateurs de tourbillons (Vortex Generators-VGs), montés en fin de pavillon. Ce processus associe un code CFD RANS à une méthode d’optimisation. Les VG physiques sont remplacés dans la simulation numérique, par un modèle de termes sources générant les tourbillons créés par les artifices. Nous validons avec succès l’implantation du modèle à l’aide de comparaisons avec des résultats expérimentaux. Une série de configurations de VGs est étudiée sur des géométries simples représentant la partie arrière d’un véhicule tri-corps. Dans un second temps nous évaluons et validons la technique d’optimisation utilisée dans notre procédure. Nous nous intéressons à un optimiseur global reposant sur l’estimation d’une surface de réponse par krigeage. Le point clé de la méthode d’optimisation réside dans le choix d’un meilleur candidat en utilisant la surface approximée pour minimiser la fonction objectif. Nous évaluons l’algorithme sur des fonctions analytiques typiques, en comparant les résultats obtenus par le méta-model choisi et ceux d’algorithmes globaux et locaux plus classiques. Finalement, la procédure est utilisée pour la minimisation de la traînée globale d’une maquette de véhicule à échelle réduite. La configuration de VGs optimale permet une réduction notable de la trainée