Contribution à l'optimisation de la forme aérodynamique d'un avion de transport supersonique en vue de la réduction du bang sonique

Abstract

Le travail de thèse présenté est centré autour du développement d'une boucle d'optimisation de forme aérodynamique supersonique basée sur un algorithme génétique avec comme objectif la détermination d'une forme optimisée sous contrainte de bang sonique. La contribution au développement de la boucle intervient à trois niveaux du cycle de calcul. La première partie concerne l'amélioration des performances de l'outil de calcul aérodynamique TORPEDO. Pour cela, des méthodes visant à augmenter la robustesse ainsi que la capacité à capturer des chocs est affinée y sont implémentées. Le deuxième axe de l'étude est le développement et l'implémentation d'un module de calcul de bang sonique afin qu'il constitue un critère d'optimisation de forme. Dans un dernier temps, les travaux précédents sont regroupés dans la boucle d'optimisation ainsi que l'algorithme génétique GADO auquel elle fait appel. La paramétrisation des éléments géométriques définissant les éléments de la population étudiée s'appuie sur les contraintes relatives à la physique des phénomènes, et notamment celle du bang sonique. Enfin, la boucle est utilisée pour déterminer une forme optimale pour différents cas de contraintes.The work which is presented here is focused on the development of a supersonic aircraft aerodynamic shape optimization module based on a genetic algorithm. The objective is to determine the optimized form by considering an additional constraint on the sonic boom signature. The work is related to three different levels of the computational cycle. The first part concerns the enhancement of the performance of the aerodynamic solver TORPEDO. Two methods are implemented in order to increase the robustness of the solver and improve its shock capturing capacity. The second part is devoted to the development and implementation of a sonic boom computation module in order to determine a sonic boom constraint. In the last part the works mentioned above are used to build an optimization module based on the genetic algorithm GADO. The parametrization of the geometrical elements characterizing the shape of the aircrafts are chosen in order to take into account constraints related to several physical phenomena, including the sonic boom. The module is then used to determine optimal shapes for different constraints.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF