Development of a Parallel 3D Solid-Solid Overset RANS Method

Ce présent mémoire présente les avancées récentes apportées à la technologie overset du laboratoire de recherche du professeur Éric Laurendeau à Polytechnique Montréal. L'approche overset est vastement utilisée dans l'industrie aérospatiale pour supporter la résolution de simulations hautement complexes en mécanique des fluides numérique. La méthode présentée dans ce mémoire assemble des maillages individuels contenant différentes géométries ou parties de géométries. On peut donc représenter une géométrie complexe par le biais de différents sous-maillages conçus pour les requis locaux de discrétisation. En référence à la mythologie grecque, la méthode est parfois appelée chimère. La flexibilité que procure cette méthode minimise les coûts et risques associés à la génération de maillages. Un préprocesseur est typiquement utilisé pour assembler les différents maillages utilisés dans une simulation. Une connectivité est définie pour permettre aux maillages de communiquer entre eux à chaque itération dans le solveur Computational fluid dynamics (CFD). Ce préprocesseur permet de facilement ajouter, retirer ou modifier une aile horizontale lors de la simulation sur un avion complet par exemple. Dans le cadre de cette maitrise, un préprocesseur overset tridimensionnel est développé. La technologie est intégrée au logiciel de mécanique des fluides numérique tridimensionnel CHApel Multi-Physics Simulation (CHAMPS) et vise à s'attaquer à des problèmes industriels d'actualité. L'approche chimère est typiquement composée d'une étape de coupure de trou qui permet l'identification des cellules hors du domaine de calcul et d'une étape de création de la connectivité entre les sous-maillages. Une première implémentation de la technologie dans le laboratoire de professeur Laurendeau permet une utilisation de l'approche avec des maillages overset bidimensionnel exempts de chevauchement impliquant plus d'une géométrie. Afin d'optimiser la robustesse et la flexibilité de l'approche sur des cas tridimensionnels plus complexes, une revue de littérature a été faite. Le premier développement de ce présent projet permettant l'application de la méthode à des cas tridimensionnels complexes est une méthode de découpage beaucoup plus robuste. L'approche des rayons X permet le découpage précis autour des géométries convexes et concaves avec une précision contrôlable. La méthode génère, avec les paramètres et ressources appropriés, des résultats sans défaut sur des applications industrielles complexes. L'application de la méthode sur des géométries complexes implique la plupart du temps des duplications de surface solide. Les maillages de type collant, aussi connu comme collar grid sont utilisés pour redéfinir des parties du maillage qui sont critiques et/ou mal définis.