Simulation numérique du couplage entre la mécanique du vol et l'aérodynamique des projectiles
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Abstract EN:
The study of projectile motion requires the development of realistic models taking into account complex multi-physic phenomena. The aim of this study is to propose efficient numerical models to simulate flight mechanics and aerodynamics coupling for body-tail and spinning projectiles. First, existing methods in both domains are studied and coupling induced problems are addressed. These methods are then modified and adapted in order to allow the coupling between fligth mechanics and aerodynamics. The aerodynamics and flight mechanics codes are coupled using distributed architecture before beeing validated on different cases of growing complexity. Futhermore, the 6 degree of freedom motions are simulated using empirical, semi-empirical and numerical aerodynamic solvers. The coupling computational results compare favourably with the available experimental flight data. These simulations show the interest of the coupling calculations methodology based on several different aerodynamic models.
Abstract FR:
L'étude du comportement en vol des projectiles met en œuvre des modèles de plus en plus réalistes prenant en compte la complexité multi-physique des phénomènes. L'objectif des travaux présentés est de sélectionner les méthodes numériques les mieux adaptées à la simulation numérique des phénomènes couplés d'aérodynamique et de mécanique du vol des projectiles " flèche " et gyrostabilisé. Pour cela, l'ensemble des méthodes existantes dans chacune des deux disciplines a été tout d'abord étudié en tenant compte des exigences du problème couplé. Puis, ces dernières ont été modifiées et adaptées pour permettre le couplage. Finalement, les codes d'aérodynamique et de mécanique du vol ont été regroupés dans une architecture distribuée et validés sur des cas simples et complexes. Les mouvements à 6 degrés de liberté ont été simulés à partir de modèles d'aérodynamique empiriques, semi-empiriques et numériques. Globalement, les résultats de simulations sont en bon accord avec les données expérimentales de trajectoires réelles. Ces simulations ont souligné l'intérêt d'une méthodologie faisant appel à plusieurs modèles simultanément.