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Contributions à la recherche
L'originalité du modèle proposé réside en sa capacité d'analyser ce type d'écoulement sur une vaste plage de concentration de la phase solide. Cette capacité de la méthode est extrêmement importante lors de l'analyse des performances de séparateurs de particules dans lesquels il existe simultanément des régions de faible et forte concentration de particules. De plus, cette méthode numérique permet la simulation d'écoulements à l'intérieur de domaines complexes et irréguliers. Ce travail a été le sujet de deux articles de revue (voir articles 2 et 10, Section 2).
1.2 Développement d'une procédure de calcul de la position de la transition laminaire/turbulent.
Cette procédure de calcul est basée sur la théorie classique de la stabilité linéaire couplée à la méthode du facteur n. Toutefois, une formulation originale, dite hybride, a été proposée. Cette dernière est une combinaison des formulations temporelle et spatiale menant à une solution plus rapide et nécessitant des ressources informatiques moindres que les formulations classiques. De plus, cette méthode a la capacité d'étudier les ailes à géométrie complexe (pas seulement conique). Elle est maintenant utilisée par Canadair. Ce travail a été le sujet de trois articles de revue (voir articles 4, 8 et 9, Section 2).
1.3 Développement d'une méthode de simulation de l'écoulement autour d'une éolienne isolée.
Cette méthode est basée sur la solution des équations de Navier-Stokes où les effets de l'éolienne sont représentés sous la forme d'une force externe. Ce travail constitue une première étape vers le développement de méthodes de simulation des parcs éoliens. L'hypothèse d'un écoulement axisymétrique a été utilisée afin d'utiliser un minimum de ressources informatiques. Il a été ainsi démontré efficacement que les résultats ont le niveau de précision nécessaire pour l'étude des parcs éoliens. Ce travail a été le sujet d'articles de revue et de conférence (voir articles 6 et 34, Section 2)
1.4 Étude des bénéfices reliés à l'utilisation de profils laminaires dans la conception des éoliennes.
Cette étude a permis de démontrer qu' aux vitesses de vent élevées, les pales conventionnelles sont plus efficaces que les pales laminaires. Ceci est relié au fait que les profils laminaires ont, en général, un angle de décrochage plus faible que les profils conventionnels. Il a été également démontré que le faible niveau de traînée associé aux pales laminaires est bénéfique seulement à de faibles vitesses de vent, et que cette caractéristique n'est pas la raison principale pour l'utilisation de tels profils. Cette étude a fait l'objet de deux articles de revues (voir articles 3 et 5, Section 2).
1.5 Développement d' une méthode numérique pour la simulation des écoulements axisymétriques.
Cette méthode générale a été établie pour l' étude de l'écoulement et du transfert de chaleur dans des domaines complexes et irréguliers. A ce jour, elle a été utilisée pour l'analyse de nombreuses applications, telles que les écoulements en conduite, l'écoulement d'un fluide newtonien dans un artère coronaire, la convection naturelle dans une enceinte fermée, les séparateurs inertiels de particules, et la dynamique des impuretés dans l'aluminium liquide. Cette dernière application était le sujet d'un contrat de consultation pour le compte d'Alcan International. La formulation et la validation de cette méthode ont été publiées sous la forme d'un article de revue (voir article 11, Section 2).
2. LISTE DES CONTRIBUTIONS À LA RECHERCHE
2.1 Articles dans des revues avec comité de lecture
Masson, C., Veilleux, C., Paraschivoiu, I., "Airfoil Wave-Drag Prediction Using Euler Solutions of Transonic Flows ", accepté, J. Aircraft, 1998.
Masson, C., Baliga, B.R., "Simulation of Gas-Solid Particle Flows over a Wide Range of Concentration", accepté, Int. J. for Numerical Methods in Fluids, 1998.
Masson, C., Leclerc, C., Paraschivoiu, I., "Appropriate Dynamic-Stall Models for Performance Predictions of VAWTs with NLF Blades", accepté, Int. J. of Rotating Machinery, Feb. 1997.
Langlois, M., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Fully Three-Dimensional Transition Prediction on Swept Wings in Transonic Flows", Vol. 35, No. 2, pp. 254-259, J. of Aircraft, 1998.
Masson, C., Leclerc, C., Paraschivoiu, I., "Performance Predictions of VAWTs with NLF Airfoil Blades", ASME J. of Solar Energy Engineering, Vol. 119, No. 1, pp. 97-99, 1997.
Masson, C., Ammara, I., Paraschivoiu, I., "An Aerodynamic Method for the Analysis of Isolated Horizontal-Axis Wind Turbines", Int. J. of Rotating Machinery, Vol. 3, No. 1, pp. 21-32, 1997.
Ammara, I., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Stability of Boundary Layers Over Rough Surfaces", Canadian Aeronautics and Space J., Vol. 42, No. 4, pp. 203-208, 1996.
Masson, C., Martinuzzi, R., Mirshams, M., Paraschivoiu, I., "Natural Transition in Transonic Flows Using an Efficient Temporal/Spatial Formulation", J. of Aircraft, Vol. 33, No. 5, pp. 931-937, 1996.
Masson, C., Martinuzzi, R., Langlois, M., Paraschivoiu, I., Tezok, F., "Transition Prediction Capabilities for Conical Wings in the Transonic Regime", Canadian Aeronautics and Space J., Vol. 41, No. 1, pp. 28-39, 1995.
Masson, C., Baliga, B.R., "A Control Volume Finite Element Method for Dilute Gas-Solid Particle Flows", Computer & Fluids, Vol. 23, No. 8, pp. 1073-1096, 1994.
Masson, C., Saabas, J.H, Baliga, B.R., "Co-Located Equal Order Control Volume Finite Element Method for Two-Dimensional Axisymmetric Incompressible Fluid Flow", Int. J. for Numerical Methods in Fluids, Vol. 18, No. 1, pp. 1-26, 1994.
Masson, C., Paraschivoiu, I., "An Integral Method for Transonic Flows", Canadian Aeronautics and Space Journal, Vol. 36, No. 1, pp. 18-23, 1990.
Paraschivoiu, I., Désy, P., Masson, C., "Blade-Tip, Finite-Aspect-Ratio and Dynamic-Stall Effects on the Darrieus Rotor", Journal of Propulsion and Power, Vol. 4, No. 1, pp. 73-80, 1988.
2.2 Articles soumis à des revues avec comité de lecture
Veilleux, C., Masson, C., Paraschivoiu, I., "A New Induced-Drag Prediction Method Using Oswatitsch's Expression", Aeronautical J., 1998.
2.3 Articles dans des comptes rendus de conférences
Leclerc, C., Masson, C., "Prediction of Aerodynamics Performances and Loads of HAWT in Severe Unsteady Conditions", accepté pour présentation au 1999 ASME Wind Energy Symposium, AIAA 99-0066, 1999.
Masson, C., Veilleux, C., Paraschivoiu, I., "Drag Predictions Using Euler Solutions of Transonic 2D and 3D Flows", AIAA 99-0527, Reno, 1999.
Langlois, M., MacDonald, P., Masson, C., Casalis, G., Paraschivoiu, I., "Stability Analysis by the OS and PSE Approaches: Comparisons with Experiments", accepté pour présentation au 21th ICAS Congress, Melbourne, Australie, 1998.
Masson, C., Leclerc, C., "Predictions of Unsteady HAWT Aerodynamics", présenté au AWEA WINDPOWER'98, Bakerfield, Californie, 1998.
Ammara, I., Leclerc, C., Masson, C., "A Fully Three-Dimensional Turbulent Method for the Analysis of Horizontal-Axis Wind Turbines in Wind Farms ", Proceedings of the 7th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Hawaii, pp. 1789-1793, Feb. 22-26, 1998.
Langlois, M., MacDonald, P., Casalis, G., Masson, C., Paraschivoiu, I., "A Detailed Comparison of Non-Parallel Stability Results with Experimental Data", AIAA 98-0335, Reno, 8 p., Jan. 12-15, 1998.
Masson, C., Ammara, I., Leclerc, C., Paraschivoiu, I., "Numerical Simulations of the Three-Dimensional Turbulent Flow in a Wind Park ", AIAA 98-0058, 1998 ASME Wind Energy Symposium, 12p., Jan. 12-15, 1998.
Langlois, M., Masson, C., Touchaud, S., Paraschivoiu, I., "A Fast and Easy-to-Use Linear Stability Analyser for Wing Transition Predictions", Proceedings of the 15th AIAA Applied Aerodynamics Conference, Atlanta, pp. 262-271, June 23-25, 1997.
Leclerc, C., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Performance and Wake Predictions of HAWTs in Wind Farms", presented at the AWEA WINDPOWER'97, Austin, June 16-18,1997.
Ammara, I., Masson, C., Paraschivoiu, I., "A 3D Aerodynamic Method for the Analysis of Isolated Horizontal-Axis Wind Turbines", presented at the AWEA WINDPOWER'97, Austin, June 16-18, 1997.
Veilleux, C., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Wave-Drag Prediction Based on Euler Solutions of 2-D Transonic Flows", Proc. of the 6th CASI Aerodynamics Symposium, Montréal, pp. 377-386, April 28-30, 1997.
Langlois, M., Casalis, G., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Non-Parallel Effects in Stability Analysis by the PSE Approach", Proc. of the 6th CASI Aerodynamics Symposium, Montréal, pp. 45-54, April 28-30, 1997.
Masson, C., Boivin, S., Langlois, M., Paraschivoiu, I., "Curvature and Nonparallel Effects in 3-D Compressible Transition Analysis", AIAA 97-0824, Reno, 11 p., Jan. 6-9, 1997.
Masson, C., Langlois, M., Paraschivoiu, I., "A Linear Stability Analyser Suitable for Integration in Wing Performance Calculation Procedures", Proc. of the 20th ICAS Congress, Sorrento, Italy, Vol. 1, pp. 472-482, Sep. 8-13, 1996.
Boivin, S., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Nonparallel Effects in 3-D Compressible Transition Analysis", Proc. of the Fourth Annual Conference of the CFD Society of Canada, Ottawa, pp. 585-592, June 2-6, 1996.
Masson, C., Ngassam, P.Jr., Paraschivoiu, I., Tezok, F., "Transition Predictions in Separated Boundary Layers - Comparison with Experiments", Proc. of the 14th AIAA Applied Aerodynamics Conference, New-Orleans, pp. 72-78, June 17-20, 1996.
Masson, C., Leclerc, C., Paraschivoiu, I., "Performance Predictions of VAWTs with NLF Airfoil Blades", Proc. of the Sixth International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Hawaii, Vol. II, pp. 113-122, Feb. 25-28, 1996.
Masson, C., Ammara, I., Paraschivoiu, I., "An Aerodynamic Method for the Analysis of Wind Farms of Dense Cluster Arrangements", Proc. of the Sixth International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Hawaii, Vol. II, pp. 670-679, Feb. 25-28, 1996.
Leclerc, C., Masson, C., Paraschivoiu, I., "VAWT Performance Prediction - Description of a PC-Based Software", Proc. of the Canadian Wind Energy Conf., Kincardine, pp. 191-198, Oct. 1-4, 1995.
Ammara, I., Masson, C., Paraschivoiu, I., "A CFD Method for the Performance Prediction of Isolated Horizontal-Axis Wind Turbine", Proc. of the Canadian Wind Energy Conf., Kincardine, pp. 199-205, Oct. 1-4, 1995.
Masson, C., Langlois, M., Paraschivoiu, I., "Influence of Spanwise Pressure Gradient on Transition Prediction in Transonic Flows", IUTAM Symposium on Nonlinear Instability and Transition in Three-Dimensional Boundary Layers, Manchester, pp. 157-166, Jul. 17-20, 1995.
Langlois, M., Masson, C., Paraschivoiu, I., Tezok, F., "Curvature Effects in 3-D Compressible Transition Analysis", Proc. of the 3rd Annual Conf. of the CFD Society of Canada, Banff, Vol. II, pp. 315-322, June 25-26, 1995.
Langlois, M., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Transition Prediction in Three-Dimensional Transonic Flows", Proc. of the 9th International Conference on Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, Atlanta, Vol. 9, pp. 493-504, Jul. 10-14, 1995.
Ngassam, P. Jr., Masson, C., Langlois, M., Paraschivoiu, I., Tezok, F., "Two-Dimensional Transition Predictions -- Comparison with Experiments", Proc. of the Fifth CASI Aerodynamics Symposium, Montréal, pp. 105-108, May 9-10, 1995.
Ammara, I., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Stability of Boundary Layer over Rough Surfaces", Proc. of the Fifth CASI Aerodynamics Symposium, Montréal, pp. 125-128, May 9-10, 1995.
Masson, C., Martinuzzi, R., Mirshams, M., Paraschivoiu, I., "Natural Transition in Transonic Flows Using an Efficient Temporal/Spatial Formulation", AIAA paper 95-0778, Reno, 9 p., Jan. 9-12, 1995.
Masson, C., Langlois, M., Paraschivoiu, I., "Analysis of the Transition Characteristics of Three-Dimensional Transonic Flows", Proceedings of the Second Annual Conference of the CFD Society of Canada, Toronto, pp. 535-542, June 1-3, 1994.
Masson, C., Baliga, B.R., "A Numerical Method for Dense Gas-Solid Particle Flows", Proceedings of the Second Annual Conference of the CFD Society of Canada, Toronto, pp. 577-584, June 1-3, 1994.
Masson, C., Baliga, B.R., "Computer Simulation of Axisymmetric Dilute Gas-Solid Particle Flows in Irregular Geometries", Gas-Solid Flows, FED-Vol. 166, pp. 31-43, 1993.
Masson, C., Baliga, B.R., "A Control Volume Finite Element Method for Two-Dimensional Dilute Fluid-Solid Particle Flows", Proceedings of the First European Computational Fluid Dynamics Conference, Bruxelles, pp. 541-548, 1992.
Masson, C., Paraschivoiu, I., "An Integral Method for Transonic Flows", Proceedings of the First Canadian Symposium on Aerodynamics, Ottawa, pp. 13.1-13.14, 1989.
Masson, C., "Dynamic and Viscous Effects of the Vertical-Axis Wind Turbine", AIAA paper 88-0087, 10 p., 1988.
Rajagopalan, R.G., Masson, C., Paraschivoiu, I., "Comparison of Two Numerical Methods for Studying the Aerodynamic Characteristics of the VAWT", Proceedings of the Fifth International Conference on Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, Montréal, pp. 1725-1738, 1987.
Paraschivoiu, I., Masson, C., Rajagopalan, R.G., "Predictions and Experiments of the VAWT Viscous Flow Field", AIAA paper 87-1429, 8 p., 1987.
Paraschivoiu, I., Désy, P., Masson, C., "Some Refinements to Aerodynamics-Performance Prediction for Vertical-Axis Wind Turbines", Proceedings of the 21th IECEC Conference, San Diego, pp. 1230-1235, 1986.
Paraschivoiu, I., Masson, C., Désy, P., "Improvements to the Aerodynamic-Performance Prediction for the Darrieus Wind Turbines", Proceedings of the Canadian Wind Energy Conference, Ottawa, pp. 25-59, 1985.
Masson, C., Leclerc, C., Brahimi, T., Azeddine, A., Paraschivoiu, I., "Wind Turbine Performance Prediction - Analysis and Software Development", École Polytechnique, CDT P-1975, 1995.
Baliga, B.R., Masson, C., "A Fundamental Study of the Flow of Molten Aluminum and Inclusions Through an Orifice", Alcan International, 1994.
Masson, C., Martinuzzi, R., Langlois, M., Mirshams, M., Paraschivoiu, I., "Transition Prediction for Swept Wings in the Transonic Regime", École Polytechnique, CDT C-158, 1994.
Masson, C., Paraschivoiu, I., "Description et comparaison de cinq méthodes de panneaux en deux dimensions", Ecole Polytechnique de Montréal, EPM/RT-90/17, 1990.
Masson, C., Paraschivoiu, I., "Blade-Tip and Finite Aspect-Ratio Effects on the Vertical Axis Straight-Bladed Turbine", Ecole Polytechnique de Montréal, EPM/RT-86/22, 1986.
Ammara, I., "Modélisation aérodynamique tridimensionnelle d’un parc d’éoliennes à axe horizontal", mémoire de maîtrise, École Polytechnique, 1998. (étudiant dirigé conjointement)
Leclerc, C., "Simulation numérique de l’écoulement tridimensionnel dans un parc éolien", mémoire de maîtrise, École Polytechnique, 1998. (étudiant dirigé conjointement)
Veilleux, C., " Prédiction de la traînée des profils aérodynamiques et des ailes opérant en régime transsonique basée sur la solution des équations d'Euler ", mémoire de maîtrise, École Polytechnique, 1998. (étudiant dirigé conjointement)
Boivin, S., "Étude des effets non parallèles sur la stabilité d'un écoulement tridimensionnel compressible", mémoire de maîtrise, École Polytechnique, 1997. (étudiant dirigé conjointement)
Masson, C., "Numerical Prediction of Gas-Solid Particle Flows Over a Wide Range of Concentration in Irregular Geometries", these de doctorat, McGill University, Montréal, 1993.
Masson, C., "Méthodes de panneaux pour écoulements transsoniques", mémoire de maîtrise, Ecole Polytechnique, 1989.
2.6 Activités de transfert de technologie
- En tant que membre de la Chaire en aéronautique J.-A. Bombardier, je suis responsable du développement de méthodes de prédiction de la position de la transition laminaire/turbulent. La version logiciel de ces méthodes sont présentement utilisée par Canadair.
- Un logiciel basé sur la formulation du Symbol ADouble-Multiple-Streamtube a été développé par un étudiant sous ma supervision. Ce logiciel est maintenant utilisé par Atlantic Wind Test Site pour le design d'éolienne.
2.7 Collaborations scientifiques
1997 - Bombardier/Canadair (E. Laurendeau) Prédiction de la traînée
1995 - CERT/ONERA (G. Casalis) Transition laminaire/turbulent
1995 – 1996 Kenetech Windpower (J. Wade) Énergie éolienne
1995 - Université de Coimbra, (L. Oliveira) Écoulements diphasiques
1994 - CERCA (B.R. Baliga) Écoulements diphasiques
1993 - Bombardier/Canadair (F. Tezok) Transition laminaire/turbulent
3. CONTRIBUTIONS À LA FORMATION DE PERSONNEL HAUTEMENT QUALIFIÉ
Tout les étudiants de l’École Polytechnique de la liste suivante sont dirigés conjointement par le candidat et le Prof. Ion Paraschivoiu de l'École Polytechnique. La raison principale d'être codirecteur de ces étudiants est reliée au fait que le statut de chercheur débutant à l'École Polytechnique (poste que le candidat a occupé jusqu'en novembre 1996) ne permet pas de diriger seul des étudiants. Toutefois, le candidat dirige présentement Idriss Ammara, Ali Tahi, Cédric Alinot et Simon Joncas, étudiants des programmes de maîtrise et de doctorat en génie de l'École de technologie supérieure.
| Nom | Début | Fin | Diplôme | Titre du mémoire ou de la thèse | Poste occupé |
| Ammara Idriss | 09/98 | Ph.D | Optimisation de profils | étudiant, ÉTS | |
| Tahi Ali | 09/98 | Ph.D. | Simulation de l’écoulement turbulent et instationnaire sur une aile | étudiant, ÉTS | |
| Alinot Cedric | 01/98 | Ph.D. | Simulation de l’écoulement turbulent dans un parc éolien | étudiant, ÉTS | |
| Joncas Simon | 01/98 | M.Eng. | Aérodynamique d’une hélicopter a propulsion humaine | étudiant, ÉTS | |
| Kazarine Alexei | 09/97 | M.Sc.A. | Prédiction de la transition en utilisant les PSEs bi-dimensionnelles et non-linéaires | étudiant, École Polytechnique | |
| Macdonald Patric | 05/97 | M.Sc.A. | Prédiction de la transition basée sur les PSEs compressibles et linéaires | étudiant, École Polytechnique | |
| Leclerc* Christophe | 01/96 | 08/98 | M.Sc.A. | Modélisation de la turbulence dans le sillage des éoliennes | étudiant, École Polytechnique |
| Ngassam* Philippe | 09/95 | M.Sc.A. | Solution de la couche limite 3D par une formulation interactive | ingénieur, Canadair | |
| Ammara* Idriss | 09/95 | M.Sc.A. | Simulation de parcs éoliens | étudiant, École Polytechnique | |
| Veilleux* Charles | 09/95 | 04/98 | M.Sc.A. | Prédiction de la traînée de pression | ingénieur,CAE Électronique |
| Boivin* Stéphan | 01/95 | 08/97 | M.Sc.A. | Étude des effets non-parallèles sur la stabilité de la couche limite | ingénieur, Canadair |
| Langlois* Marc | 05/94 | Ph.D. | Prédiction de la transition en utilisant la LTS et les PSEs incompressibles | ingénieur, Canadair |
* Ces étudiants figurent dans la liste des publications.
4. AUTRES PREUVES DE CONTRIBUTIONS ET D'INCIDENCES
4.1 Distinctions et bourses reçues
1997 Examinateur pour Canadian Aeronautics and Space Journal
1996 Examinateur pour International Journal of Rotating Machinery
1996 Prix d'excellence du directeur des études et de la recherche de Polytechnique
1996 Premier prix, "AAIAA Minta Martin Student Competition" obtenu par C. Leclerc.
1996 Troisième prix, "AAIAA Minta Martin Student Competition" obtenu par C. Leclerc.
1995 Premier prix, "ACASI G.N. Patterson Award for 1995" obtenu par I. Ammara.
1992/1993 McGill Graduate Faculty Major Fellowship.
1989-1992 Bourse d'études supérieures du FCAR et CRSNG.
1998 PLASTICA Design de valves.
1995 FloWind Prédiction des performances d'éoliennes équipées de pales laminaires.
1994 Alcan Étude de l'écoulement de l'aluminium et des impuretés à travers un orifice.
École de
technologie supérieure - Département de génie mécanique. |