Département Aérodynamique et Propulsion (DAEP)

Le département Aérodynamique et Propulsion c’est 62 personnes, 30 projets de recherche dont 5 à échelle européenne, un parc exceptionnel de moyens d’essais à vocation pédagogique et de recherche, trois groupes de recherche contribuant à une stratégie de croissance tournée vers 4 thèmes aux enjeux scientifiques et sociaux-économiques d’actualité en s’appuyant sur 2 projets structurants : la soufflerie SAA et le code de simulation aux grandes échelles IC3.

En 2016, le DAEP est fort d’un effectif de 19 Enseignants-Chercheurs permanents, de 3 Ingénieurs-Chercheurs, 20 doctorants et de 10 post-doctorants. Il publie entre 15 et 20 articles par an dans les meilleures revues internationales. Il participe ou est invité aux meilleures conférences internationales sur ses thèmes de recherche (APS-DFD, TSFP, Turbo-Expo etc.).

Groupes de recherche

  • La recherche menée au département est structurée en 3 groupes :

- D2F : Dynamique des Fluides Fondamentale
- AEX : Aérodynamique Externe
- TMP : Turbomachines et Propulsion

Le département entretient des liens forts avec la communauté scientifique du site Toulousain. Au delà, les collaborations de recherche se déploient sur le plan national et à l’international par opportunité de projets communs ou plus durablement sur la base de liens de chercheur à chercheur. Des conventions et des contrats de recherche sont également passés avec les grands donneurs d’ordre du secteur aéronautique ainsi qu’avec les équipementiers et les sous-traitants.

Groupe D2F Dynamique des Fluides Fondamentale

RECHERCHE-daep-tubeàchoc

Les recherches conduites dans ce groupe visent à la production de connaissances et de méthodes à l’amont de l’application. Elles s’appuient sur la recherche finalisée (au sein d’AEX et de TMP) pour définir des configurations d’intérêt comme terrain de jeu de recherches plus fondamentales. Parmi les compétences historiques des chercheurs de D2F se dégagent la physique et la modélisation des écoulements monophasiques non-réactifs transitionnels et turbulents sous l’influence de parois solides, d’une inhomogénéité de densité ou de la traversée d’un choc et les méthodes spectrales compactes d’ordre élevé pour la simulation d’écoulements compressibles en particulier sur maillages non-structurés.

Des recrutements récents et une animation interne renouvelée ont permis de fixer pour ce groupe de nouveaux objectifs par synergie de connaissances / compétences au bénéfice du projet structurant IC3 pour la simulation efficace massivement parallèle d’écoulements à grand nombre de Reynolds (DNS, LES). Ce projet collectif s’accompagne d’une réorientation des configurations d’écoulement cibles vers l’aérodynamique aux grands nombres de Reynolds et d’une montée en puissance des sujets d’intérêt pour l’application aéronautique : l’interaction choc-couche limite, l’aéroacoustique, l’interaction fluide-structure, l’avènement pour l’application de méthodes numériques d’ordre élevé, le parallélisme massif pour la simulation aux grandes échelles.

Groupe AEX Aérodynamique Externe

Les recherches menées dans le groupe AEX sont centrées sur la compréhension et la prédiction des phénomènes physiques de l’aérodynamique externe depuis les faibles nombres de Reynolds, pour une application aux drones, jusqu’aux très grands nombres de Reynolds, avec application à l’aéronautique civile ou militaire voire au spatial. Les complexités qui font l’objet d’efforts particuliers relèvent d’écoulements proches du décollement local ou du décollement massif dans des configurations aéronautiques et de situations d’interaction dans des géométries complexes (zone de raccord nacelle-mat-voilure, profil soufflé par un rotor, installations motrices distribuées ou enterrées). Ces recherches requièrent le développement et l’utilisation de moyens d’expérimentation d’envergure et d’outils de simulation avancés. L’activité de recherche sur les microdrones est une composante de l’Action Transverse de Recherche et d’Innovation (ATRI) de l’ISAE-SUPAERO et trouve également à s’exprimer au sein du GIS (Groupement d’Intérêt Scientifique) Microdrone.

Elle se déploie, au sein du groupe AEX, en trois volets :

  • minidrones de longue endurance,
  • microdrones stationnaires et convertibles,
  • microrotors de nouvelle génération.

Ce groupe est le principal acteur de l’ouverture thématique du département vers l’aéroacoustique et l’aéroélasticité.

Groupe TMP Turbomachine et Propulsion

RECHERCHE-tmpdaep

Les recherches menées dans l’axe Turbomachine et Propulsion visent à l’identification et à la levée de verrous scientifiques issus des problématiques industrielles aéronautiques.

Les thématiques abordées sont issues des grands objectifs de la politique aéronautique européenne comme l’électrification croissante des avions et l’accroissement des performances des moteurs aéronautiques. Cette recherche est ainsi menée en partenariat fort avec les avionneurs, les motoristes et les équipementiers mais aussi avec des partenaires académiques. Deux approches scientifiques sont privilégiées. D’une part l’analyse et la compréhension des phénomènes physiques propres au fonctionnement hors-adaptation (maîtrisé ou sévère) des composants isolés ou intégrés dans leur environnement, et d’autre part, l’analyse globale des systèmes complexes de turbomachines à visée propulsive ou non. Cette politique scientifique s’appuie sur des bancs d’essai dédiés aux composants ou aux systèmes complets, sur des outils de calculs adaptés et des méthodes d’analyse originales (modélisation système ). Elle bénéficie pour une période de 5 ans du soutien de Safran-Tech sous la forme de la chaire de mécénat AEGIS.

Thèmes scientifiques

  • MSE Modélisation et Simulation des Ecoulements
  • 4AC Aéroacoustique expérimentale et numérique pour l’application aéronautique
  • Aérodynamique et propulsion de drones endurants, silencieux et convertibles
  • Innovation en architectures intégrées d’aéronefs et systèmes propulsifs

La recherche s’appuie sur deux projets structurants :

  • SAA Soufflerie Aérodynamique et Aéroacoustique
  • IC3 High-order Compact Compressible Code
RECHERCHE-DAEP-soufflerie
Future Soufflerie Aérodynamique et Aéroacoustique (SAA)

Flux de publications scientifiques du DAEP

Wissocq Gauthier, Gourdain Nicolas, Malaspinas Orestis, Eyssartier Alexandre

Regularized characteristic boundary condition for the Lattice Boltzmann methods at high Reynolds number flows

(2017) Journal of Computational Physics, vol. 331 pp. 1-18 ISSN 0021-9991

Rossitto Giacomo, Sicot Christophe, Ferrand Valérie, Borée Jacques, Harambat Fabien

Aerodynamic performances of rounded fastback vehicle

(2017) Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: journal of automobile engineering ISSN 0957-6509

Gavrilovic Nikola, Bénard Emmanuel, Pastor Philippe, Moschetta Jean-Marc

Performance Improvement of Small UAVs Through Energy-Harvesting Within Atmospheric Gusts

(2016) In : AIAA SciTech Forum 2017, 9 janvier 2017 - 13 janvier 2017 (Grapevine, Texas, USA)

Joksimovoc Aleksandar, Duplaa Sébastien, Bousquet Yannick, Carbonneau Xavier, Tantot Nicolas

Local and global analysis of a variable pitch fan turbofan engine

In : European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics, 3 avril 2017 - 7 avril 2017 (Stockholm)

Bodart Julien, Scalo Carlo, Shelekhov Grigory, Joly Laurent

Separation delay via hydro-acoustic control of a NACA4412 airfoil in pre-stalled conditions

In : 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 9 janvier 2017 - 13 janvier 2017 (Grapevine, Texas)

Fiumara Alessandro, Gourdain Nicolas, Chapin Vincent, Senter Julien, Bury Yannick

Numerical and experimental analysis of the flow around a two-element wingsail at Reynolds number 0.53 × 106

(2017) International Journal of Heat and Fluid Flow, vol. 62 pp. 538-551 ISSN 0142-727X

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