Simulation et amerrissage dans le projet SARAH

Pour comprendre les grands enjeux de ce projet de recherche mené au LHEEA, vous pouvez consulter la présentation de David Le Touzé, directeur adjoint du LHEEA.
 

Développement et amélioration des outils numériques pour ce projet

Ce projet vise notamment à améliorer les outils numériques dédiés à la simulation des amerrissages d'urgence, en proposant des codes de calcul précis et rapides pour les ingénieurs du domaine. Ces outils sont essentiels pour la phase de design future des aéronefs (avions ou hélicoptères), en leur garantissant une sécurité accrue tout en préservant leurs performances.

Plus précisément, deux types d’outils numériques sont requis :

• Les codes de calcul dits « basse-fidélité » basés sur des modèles permettant des résultats à précision modérée mais permettant des temps de restitution très courts, propriété importante pour les concepteurs.
• Les codes de calcul dits « haute-fidélité » permettant une prédiction beaucoup plus précise des différents phénomènes physiques mis en jeu, mais nécessitant des temps de calculs éventuellement importants.

Au sein du projet SARAH, il a été décidé de calibrer les modèles des codes basse-fidélité à partir des résultats issus des codes haute-fidélité.
 

L'apport de la simulation dans les expérimentations d'impacts

Une autre part importante du projet concerne la réalisation d’expérimentations d’impacts d’avion (réalisées au CNR-INM de Rome) et d’hélicoptères (réalisées dans le grand bassin de houle de Centrale Nantes). Les codes haute-fidélité sont également utilisés en amont des expérimentations, afin de fournir une aide « prédictive » à leur conception (dimensionnement des structures et des capteurs, trajectoires probables de l’aéronef au cours de l’expérience etc…).

En retour, et afin de garantir la meilleure validité possible des recherches effectuées et d’améliorer les modèles numériques, les résultats issus des différents codes de calculs sont systématiquement comparés aux résultats expérimentaux finalement obtenus (efforts d’impacts, pressions locales, trajectoires…).

Parmi les codes haute-fidélité retenus dans ce projet, le code SPH-flow  - développé conjointement par le LHEEA de l’ECN, le CNR-INM de Rome et  l’entreprise NextFlow Software -  est utilisé pour simuler ces impacts violents à la surface de l’eau. Ce code de calcul innovant s’appuie sur une méthode particulière Lagrangienne nommée Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). L’exemple de cette vidéo présente une simulation d’impact d’hélicoptère dans une houle régulière, reproduisant l’un des nombreux impacts expérimentaux réalisés dans le bassin d’essai de l’Ecole Centrale de Nantes au cours du projet.

> Voir la vidéo des essais

The research leading to these results has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 724139.