Une stratégie de maillage hybride structurée/non structurée pour la simulation numérique aérodynamique d'effets technologiques pour des configurations complexes de turbomachines

International audienceThis paper presents a hybrid grid strategy for the CFD modeling of complex technological effects which can be encountered on turbomachinery applications. It consists in mixing within the computational domain structured and non structured zones which are connected with conformal matching frontiers. The main channel flow path is meshed with a classical structured approach, while non structured grids enable to mesh the technological components. The application of this grid strategy with the ONERA CFD code elsA is illustrated on two industrial applications: a multi-row film-cooled turbine blade and a multistage compressor including labyrinth seals.Cet article présente une stratégie de maillage hybride structurée/non structurée pour la simulation numérique en aérodynamique d'effets technologiques complexes rencontrés dans des turbomachines. Le principe consiste à faire cohabiter au sein d'un même domaine de calcul des zones structurées et non structurées, qui sont raccordées par des frontières coincidentes. Le canal principal de la veine est maillée avec une topologie classique de maillage structuré, alors que les composants technologiques sont maillés avec des éléments non structurés. L'application de cette stratégie de maillage avec le code elsA de l'ONERA est illustrée sur deux applications industrielles: une aube de turbine refroidie et un compresseur multi-étage

Stratégie de résolution hybride structurée / non structurée pour la simulation d'effets technologiques en turbomachines

The aerospace engine manufacturers wish to rely on the most accurate description of their propulsion systems in order to continuously improve their performance levels. Therefore, numerical models must include as much as possible geometrical details likely to impact the physics of the flow under study. Taking into account such technological effects turns out to be a difficult task when working with available structured solvers. A hybrid strategy takes advantage of structured and unstructured zones within the same computational domain in order to efficiently describe technological effects. Geometrically complex local details are easily accounted for thanks to the flexibility of unstructured grid generation while keeping structured zones in the remainder of the flow domain allows to benefit from the tried and tested structured solver efficiency. The present work contributes to the development of such a hybrid strategy in ONERA elsA solver and enhances accuracy and robustness with respect to the solver initially developed to establish the feasibility and interest of hybridization. Following a review of the space discretization techniques available in the initial solver, several improvements (least square techniques, quasi-Green approach, computation of face gradients) have been analysed, then implemented and validated for academic test-cases. The choice of a hybrid strategy with coincident matching between structured and unstructured zones leads to highly deformed cells in the structured / unstructured interface region, requiring the development of supplementary robustness improvement techniques (physics- or geometry-based limiters). The hybrid solver gathering these various options allows to successfully compute isolated blade geometries including technological effects such as blade fillet, cooling holes, trailing edge cutbacks, internal coolant supply channel. Finally, a structured / unstructured strategy has been proposed and applied to the hybrid simulation of a rotor/stator interaction for the steady and unsteadyLes motoristes aéronautiques souhaitent disposer de la représentation la plus fidèle possible du fonctionnement des propulseurs, dans une perspective d'amélioration continue de leurs performances. Les modèles numériques doivent donc intégrer au maximum les détails géométriques susceptibles d'influencer la physique de l'écoulement analysé. La prise en compte de tels effets technologiques s'avère difficile dans le contexte des solveurs structurés disponibles.Une stratégie hybride de prise en compte des effets technologiques fait coexister au sein d'un même domaine de calcul des zones structurées et non structurées. La flexibilité de génération d'un maillage non structuré permet une prise en compte aisée des détails géométriquement complexes tandis que la préservation de zones structurées dans une majeure partie du domaine de calcul permet de bénéficier de l'efficacité d'un solveur structuré. La présente thèse contribue au développement de cette stratégie hybride au sein du solveur elsA de l'ONERA en proposant des gains de précision et de robustesse par rapport à la version initialement développée pour établir la faisabilité et l'intérêt de l'approche. Après un état de l'art des techniques de discrétisation spatiale disponibles dans cette version initiale, différentes améliorations (techniques de moindres carrés, approche dite quasi-Green, méthode d'estimation des gradients aux faces) ont été analysées puis implémentées et validées sur des cas académiques. Le choix d'une stratégie hybride avec raccords coïncidents entre zones structurées et non-structurées conduit à des déformations de maillage dans la zone d'interface structuré / non-structuré qui ont exigé le développement supplémentaire de techniques d'amélioration de la robustesse (limiteurs physiques ou géométriques). Le solveur hybride rassemblant ces différentes fonctionnalités a permisde simuler avec succès des géométries d'aubes isolées dotées d'effets technologiques tels que congé de raccordement, trous de refroidissement, fentes de bord de fuite, cheminées internes d'alimentation. Enfin, une stratégie permettant l'utilisation de l'approche hybride en étage complet a été proposée et appliquée à la simulation hybride de l'interaction rotor/stator pour la configuration VKI-BRITE CT3, en stationnaire et en instationnaire, respectivement via une condition de plan de mélange et une condition de chorochronicité

Hybrid structured / unstructured solution strategy for the simulation of turbomachinery technological effects

Les motoristes aéronautiques souhaitent disposer de la représentation la plus fidèle possible du fonctionnement des propulseurs, dans une perspective d'amélioration continue de leurs performances. Les modèles numériques doivent donc intégrer au maximum les détails géométriques susceptibles d'influencer la physique de l'écoulement analysé. La prise en compte de tels effets technologiques s'avère difficile dans le contexte des solveurs structurés disponibles.Une stratégie hybride de prise en compte des effets technologiques fait coexister au sein d'un même domaine de calcul des zones structurées et non structurées. La flexibilité de génération d'un maillage non structuré permet une prise en compte aisée des détails géométriquement complexes tandis que la préservation de zones structurées dans une majeure partie du domaine de calcul permet de bénéficier de l'efficacité d'un solveur structuré. La présente thèse contribue au développement de cette stratégie hybride au sein du solveur elsA de l'ONERA en proposant des gains de précision et de robustesse par rapport à la version initialement développée pour établir la faisabilité et l'intérêt de l'approche. Après un état de l'art des techniques de discrétisation spatiale disponibles dans cette version initiale, différentes améliorations (techniques de moindres carrés, approche dite quasi-Green, méthode d'estimation des gradients aux faces) ont été analysées puis implémentées et validées sur des cas académiques. Le choix d'une stratégie hybride avec raccords coïncidents entre zones structurées et non-structurées conduit à des déformations de maillage dans la zone d'interface structuré / non-structuré qui ont exigé le développement supplémentaire de techniques d'amélioration de la robustesse (limiteurs physiques ou géométriques). Le solveur hybride rassemblant ces différentes fonctionnalités a permisde simuler avec succès des géométries d'aubes isolées dotées d'effets technologiques tels que congé de raccordement, trous de refroidissement, fentes de bord de fuite, cheminées internes d'alimentation. Enfin, une stratégie permettant l'utilisation de l'approche hybride en étage complet a été proposée et appliquée à la simulation hybride de l'interaction rotor/stator pour la configuration VKI-BRITE CT3, en stationnaire et en instationnaire, respectivement via une condition de plan de mélange et une condition de chorochronicité.The aerospace engine manufacturers wish to rely on the most accurate description of their propulsion systems in order to continuously improve their performance levels. Therefore, numerical models must include as much as possible geometrical details likely to impact the physics of the flow under study. Taking into account such technological effects turns out to be a difficult task when working with available structured solvers. A hybrid strategy takes advantage of structured and unstructured zones within the same computational domain in order to efficiently describe technological effects. Geometrically complex local details are easily accounted for thanks to the flexibility of unstructured grid generation while keeping structured zones in the remainder of the flow domain allows to benefit from the tried and tested structured solver efficiency. The present work contributes to the development of such a hybrid strategy in ONERA elsA solver and enhances accuracy and robustness with respect to the solver initially developed to establish the feasibility and interest of hybridization. Following a review of the space discretization techniques available in the initial solver, several improvements (least square techniques, quasi-Green approach, computation of face gradients) have been analysed, then implemented and validated for academic test-cases. The choice of a hybrid strategy with coincident matching between structured and unstructured zones leads to highly deformed cells in the structured / unstructured interface region, requiring the development of supplementary robustness improvement techniques (physics- or geometry-based limiters). The hybrid solver gathering these various options allows to successfully compute isolated blade geometries including technological effects such as blade fillet, cooling holes, trailing edge cutbacks, internal coolant supply channel. Finally, a structured / unstructured strategy has been proposed and applied to the hybrid simulation of a rotor/stator interaction for the steady and unstead

Stratégie de résolution hybride structurée / non structurée pour la simulation d'effets technologiques en turbomachines

The aerospace engine manufacturers wish to rely on the most accurate description of their propulsion systems in order to continuously improve their performance levels. Therefore, numerical models must include as much as possible geometrical details likely to impact the physics of the flow under study. Taking into account such technological effects turns out to be a difficult task when working with available structured solvers. A hybrid strategy takes advantage of structured and unstructured zones within the same computational domain in order to efficiently describe technological effects. Geometrically complex local details are easily accounted for thanks to the flexibility of unstructured grid generation while keeping structured zones in the remainder of the flow domain allows to benefit from the tried and tested structured solver efficiency. The present work contributes to the development of such a hybrid strategy in ONERA elsA solver and enhances accuracy and robustness with respect to the solver initially developed to establish the feasibility and interest of hybridization. Following a review of the space discretization techniques available in the initial solver, several improvements (least square techniques, quasi-Green approach, computation of face gradients) have been analysed, then implemented and validated for academic test-cases. The choice of a hybrid strategy with coincident matching between structured and unstructured zones leads to highly deformed cells in the structured / unstructured interface region, requiring the development of supplementary robustness improvement techniques (physics- or geometry-based limiters). The hybrid solver gathering these various options allows to successfully compute isolated blade geometries including technological effects such as blade fillet, cooling holes, trailing edge cutbacks, internal coolant supply channel. Finally, a structured / unstructured strategy has been proposed and applied to the hybrid simulation of a rotor/stator interaction for the steady and unsteadyLes motoristes aéronautiques souhaitent disposer de la représentation la plus fidèle possible du fonctionnement des propulseurs, dans une perspective d'amélioration continue de leurs performances. Les modèles numériques doivent donc intégrer au maximum les détails géométriques susceptibles d'influencer la physique de l'écoulement analysé. La prise en compte de tels effets technologiques s'avère difficile dans le contexte des solveurs structurés disponibles.Une stratégie hybride de prise en compte des effets technologiques fait coexister au sein d'un même domaine de calcul des zones structurées et non structurées. La flexibilité de génération d'un maillage non structuré permet une prise en compte aisée des détails géométriquement complexes tandis que la préservation de zones structurées dans une majeure partie du domaine de calcul permet de bénéficier de l'efficacité d'un solveur structuré. La présente thèse contribue au développement de cette stratégie hybride au sein du solveur elsA de l'ONERA en proposant des gains de précision et de robustesse par rapport à la version initialement développée pour établir la faisabilité et l'intérêt de l'approche. Après un état de l'art des techniques de discrétisation spatiale disponibles dans cette version initiale, différentes améliorations (techniques de moindres carrés, approche dite quasi-Green, méthode d'estimation des gradients aux faces) ont été analysées puis implémentées et validées sur des cas académiques. Le choix d'une stratégie hybride avec raccords coïncidents entre zones structurées et non-structurées conduit à des déformations de maillage dans la zone d'interface structuré / non-structuré qui ont exigé le développement supplémentaire de techniques d'amélioration de la robustesse (limiteurs physiques ou géométriques). Le solveur hybride rassemblant ces différentes fonctionnalités a permisde simuler avec succès des géométries d'aubes isolées dotées d'effets technologiques tels que congé de raccordement, trous de refroidissement, fentes de bord de fuite, cheminées internes d'alimentation. Enfin, une stratégie permettant l'utilisation de l'approche hybride en étage complet a été proposée et appliquée à la simulation hybride de l'interaction rotor/stator pour la configuration VKI-BRITE CT3, en stationnaire et en instationnaire, respectivement via une condition de plan de mélange et une condition de chorochronicité

Persistent headaches one year after bacterial meningitis: prevalence, determinants and impact on quality of life

International audienceBackground: Little is known on headaches long-term persistence after bacterial meningitis and on their impact on patients' quality of life.Methods: In an ancillary study of the French national prospective cohort of community-acquired bacterial meningitis in adults (COMBAT) conducted between February 2013 and July 2015, we collected self-reported headaches before, at onset, and 12 months (M12) after meningitis. Determinants of persistent headache (PH) at M12, their association with M12 quality of life (SF 12), depression (Center for Epidemiologic Studies Depression Scale) and neuro-functional disability were analysed.Results: Among the 277 alive patients at M12 87/274 (31.8%), 213/271 (78.6%) and 86/277 (31.0%) reported headaches before, at the onset, and at M12, respectively. In multivariate analysis, female sex (OR: 2.75 [1.54-4.90]; p < 0.001), pre-existing headaches before meningitis (OR: 2.38 [1.32-4.30]; p < 0.01), higher neutrophilic polynuclei percentage in the CSF of the initial lumbar puncture (OR: 1.02 [1.00-1.04]; p < 0.05), and brain abscess during the initial hospitalisation (OR: 8.32 [1.97-35.16]; p < 0.01) were associated with M12 persistent headaches. Neither the responsible microorganism, nor the corticoids use were associated with M12 persistent headaches. M12 neuro-functional disability (altered Glasgow Outcome Scale; p < 0.01), M12 physical handicap (altered modified Rankin score; p < 0.001), M12 depressive symptoms (p < 0.0001), and M12 altered physical (p < 0.05) and mental (p < 0.0001) qualities of life were associated with M12 headaches.Conclusion: Persistent headaches are frequent one year after meningitis and are associated with quality of life alteration

One-Year Sequelae and Quality of Life in Adults with Meningococcal Meningitis: Lessons from the COMBAT Multicentre Prospective Study

Trial registration: ClinicalTrial.Gov identification number NCT01730690.International audienceIntroduction: COMBAT is a prospective, multicentre cohort study that enrolled consecutive adults with community-acquired bacterial meningitis (CABM) in 69 participating centres in France between February 2013 and July 2015 and followed them for 1 year.Methods: Patients aged at least 18 years old, hospitalised with CABM were followed during their hospitalisation and then contacted by phone 12 months after enrolment. Here we present the prevalence of sequelae at 12 months in a subgroup of patients with meningococcal meningitis.Results: Five of the 111 patients with meningococcal meningitis died during initial hospitalisation and two died between discharge and 12 months, leaving 104 patients alive 1 year after enrolment, 71 of whom provided 12-month follow-up data. The median age was 30.0 years and 54.1% of the patients had no identified risk factor for meningitis. More than 30% reported persistent headache, more than 40% were not satisfied with their sleep and 10% had concentration difficulties. Hearing loss was present in about 15% of the patients and more than 30% had depressive symptoms. About 13% of the patients with a previous professional activity had not resumed work. On the SF-12 Health Survey, almost 50% and 30% had physical component or mental component scores lower than the 25th percentile of the score distribution in the French general population. There was a non-significant improvement in the patients' disability scores from hospital discharge to 12 months (p = 0.16), but about 10% of the patients had residual disability.Conclusions: Although most patients in our cohort survive meningococcal meningitis, the long-term burden is substantial and therefore it is important to ensure a prolonged follow-up of survivors and to promote preventive strategies, including vaccination

Relationship between serotypes, disease characteristics and 30-day mortality in adults with invasive pneumococcal disease

International audienc

Erratum to 'Predominance of healthcare-associated cases among episodes of community-onset bacteraemia due to extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae' [International Journal of Antimicrobial Agents 49/1 67-73]

International audienc