Using the Discrete Vortex Method to Simulate the Stall Flutter Phenomenon

in Proceedings of the 2009 International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics (2009, June)

The Discrete Vortex Method (DVM) has been recently used by several researchers in order to simulate the dynamic stall phenomenon on 2D airfoils oscillating at high angles of attack or undergoing stall ... [more ▼]

The Discrete Vortex Method (DVM) has been recently used by several researchers in order to simulate the dynamic stall phenomenon on 2D airfoils oscillating at high angles of attack or undergoing stall flutter oscillations. The aim of the present work is to investigate whether such simulations are representative of the true physics governing such oscillation. A DVM method is described and implemented. A basic validation of the method is performed on the case of an impulsively started static airfoil at a low angle of attack. It is shown that the steady state lift value obtained from the DVM method agrees with experimental measurements. Subsequently, a DVM simulation is performed for the case of a NACA 0012 airfoil undergoing symmetric stall flutter oscillations. The simulation results are compared to experimental results. It is shown that, while the general shape of the simulated lift variation with time agrees with the experiment, there are significant mean value and phase differences between experiment and simulation. Several justifications are suggested and improvements to the DVM simulation proposed. [less ▲]

Identification des coefficients de couplage aéroélastique d'une section de pont en soufflerie.

Master's dissertation (2005)

Le domaine de l'aéroélasticité en génie civil s'est largement développé durant les dernières décennies. Béné ciant des travaux antérieurs réalisés en aéronautique, l'aéroélasticité des ouvrages d'art a ... [more ▼]

Le domaine de l'aéroélasticité en génie civil s'est largement développé durant les dernières décennies. Béné ciant des travaux antérieurs réalisés en aéronautique, l'aéroélasticité des ouvrages d'art a développé ses caractéristiques propres, centrées essentiellement sur les problèmes d'écoulement autour des corps non pro lés. Ces problèmes peuvent être classés dans les caté- gories suivantes: oscillation due à l'éjection tourbillonnaire, mouvement de galop, ottement et e orts dus à un vent turbulent. Chaque phénomène est étudié sur base de théories dédicacées, couplées aux études expérimentales. En particulier, le comportement aéroélastique des ponts suspendus a été abordé sur le plan expérimental et analytique depuis l'e ondrement du pont de Tacoma Narrows en 1940 aux États-Unis. Le présent travail propose une approche du comportement aéroélastique du plus haut viaduc jamais conçu: le viaduc de Millau. On propose d'étudier le tablier de cet ouvrage d'art au sein de la sou erie subsonique de l'Université de Liège. Une section du tablier vibre sous le vent grâce à un système de suspension spéci que développé par l'Université de Liège. Cette approche permet de mettre en évidence les di érents phénomènes aéroélastiques, ainsi que les instabilités aérodynamiques qui apparaissent. L'étude aéroélastique du tablier que l'on propose consiste à identi er les coe cients aéroélastiques introduits par Scanlan. Les coe cients aéroélastiques sont des fonctions adimensionnelles qui dépendent uniquement de la géométrie de l'ouvrage. Ils sont introduits ultérieurement dans l'analyse du comportement global de la structure et restent utilisables si des changements de masse ou d'inertie sont e ectués durant la conception de l'ouvrage. Les essais réalisés dans ce travail permettent de mieux comprendre les phénomènes aéroélastiques en jeu et de dé nir les marges de sécurité de l'ouvrage concerné. L'étude des di érentes parties d'un tel ouvrage dans une sou erie est de plus en plus fréquente dans le domaine du génie civil, ce qui permet la construction d'ouvrages de plus en plus audacieux... [less ▲]