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Ionospheric disturbances characterization in low-earth radar-based space surveillance systems' measurements
No full textInternational audienceSolar activity affects the terrestrial space and telecommunication systems, such as the GRAVES radar system, developed by ONERA and operated by the French Space Command for space situational awareness. As a bistatic radar, its signal undergoes twofold disturbances induced by the ionospheric variations. These disturbances delay the electromagnetic waves, leading to errors in the estimated velocity of the orbiting target. In this work, we estimate the ionospheric Doppler velocity shift using sparse TEC maps from multiple different public sources. The correction method is validated for targets equipped with DORIS precise positioning system. While every TEC dataset reduced Doppler velocity errors-by as much as 78%-the greatest improvement was achieved using the UQRG maps from UPC over the high-solar-activity period spanning the last four months of 2024
Validation of an automated toolset for mesh adapted Navier-Stokes simulation of high speed vehicles
No full textInternational audienceA fully automated toolset for Navier-Stokes and Reynolds Averaged Navier-Stokes computation around high speed vehicles is presented. It is based on a CAD-based automated meshing and anisotropic metricbased remeshing tool built on the REFINE toolbox, a node-centered Navier-Stokes in the SoNICS suite, and the maia library. The tool is validated on open cases representative of the complexity of the flow encountered around high-speed vehicles including reentry and airbreathing cruise vehicles. This includes complex three-dimensional forebody laminar simulations, turbulent shock-train for internal aerodynamics, and axisymmetric triconic cases. A demonstration on a full cruise vehicle, with a modeled scramjet engine, is then conducted and presented as an illustration of future possible use of the tool
Approche robuste pour la modélisation dans le domaine temporel de la propagation acoustique en milieu poreux
No full textMatériaux poreux et métamatériaux acoustiques; GAPSUS - Acoustique Physique, Sous-Marine et Ultra-Sonore: GVB - Vibro acoustique et Contrôle du Bruit: GABE - Acoustique du Bâtiment et de l'EnvironnementNational audienceLes matériaux poreux sont utilisés en acoustique pour réduire le bruit en dissipant l'énergie des ondes sonores. En aéronautique, ils sont soumis à des signaux acoustiques de forte intensité, transitoires et de large bande fréquentielle, ce qui impose leur modélisation dans le domaine temporel. Ces milieux peuvent être décrits comme des fluides équivalents où les phénomènes de dissipation visqueuse et thermique sont respectivement représentés par les tortuosité et compressibilité dynamiques. Ces propriétés sont généralement modélisées dans le domaine fréquentiel, mais leur transposition en formulations temporelles adaptées aux simulations numériques acoustiques et aéroacoustiques reste un défi. Une démarche classique, l'approximation multipôle, consiste à représenter ces comportements par une somme de fractions rationnelles, analogues à des filtres passe-bas dont les fréquences de coupures sont directement reliées aux pôles. Ces fractions peuvent ensuite être directement converties dans le domaine temporel. Cependant, les méthodes actuelles de détermination des coefficients de ces sommes, comme le vector-fitting, présentent des limitations. Elles posent notamment des problèmes liés à la passivité du modèle et à l'apparition de pôles hors de la bande de fréquences d'intérêt. Nous proposons une méthode alternative qui garantit la passivité du modèle approché. Cette méthode optimise les pôles dans une bande de fréquences cible, grâce à une approche d'optimisation en deux étapes. Une première étape de moindres carrés linéaires sous contrainte de réalité sur les coefficients initialise la seconde étape d'optimisation non-linéaire avec contrainte de positivité. En exploitant les asymptotes basses et hautes fréquences de la fonction à approcher, connues analytiquement, cette méthode assure également l'extension stable de l'approximation au-delà de la bande fréquentielle d'intérêt. La validité de la modélisation obtenue avec cette méthode est démontrée par des simulations temporelles et des mesures expérimentales en tube à impédance sur divers échantillons acoustiques de complexités variées, incluant des matériaux à deux échelles de porosité
Modélisation du comportement mécanique d'un matériau composite Carbone/Carbone pour freinage aéronautique sous l'influence de son environnement.
No full textInternational audienceModélisation du comportement mécanique d'un matériau composite Carbone/Carbone pour freinage aéronautique sous l'influence de son environnement
Sensitivity of Inflow Determination Techniques for Rotor-Blade Actuator Line Models
No full textInternational audienceAs part of a US-France Project Agreement, the US Army and ONERA are investigating mid-fidelity computational approaches for rotorcraft aerodynamics. The approaches from both groups use immersed boundaries instead of boundary-layer-resolved fuselage/hub meshes and actuator lines in the place of rotor blades. The current work focuses on the methodology used in the actuator line model to extract velocities from the background flowfield and the capability of such model to accurately capture Blade Vortex Interactions (BVI). An isolated three bladed rotor is first used to investigate different velocity sampling methods. Following that, an improvement to the actuator line model is explored in order to better capture the tip loads and BVI. In the final application, model improvement is validated on the Dauphin 365N configuration in forward flight
Investigation of the combustion characteristics of SAF surrogate and Jet A-1 under aeronautical conditions with a focus on sooting tendency
No full textInternational audienc
Super-réseau Ga-free pour une détection infrarouge très haute performance
No full textThis thesis, conducted at ONERA/DOTA in collaboration with IES Montpellier and co-financed by the AID/DGA, focuses on the characterization of infrared detectors from the recent T2SL InAs/InAsSb superlattice technology, referred to as "Ga-free," combined with XBn barrier structures. These detectors, designed for high-performance infrared applications, aim to optimize the SWaP (Size, Weight, and Power) criteria by increasing the operating temperature. In the context of the ANR HOT MWIR project, this thesis explored the electro-optical properties of single-pixel and Focal Plane Array (FPA) detectors. Experimental setups were implemented for this study, including the development of lifetime measurement setups and the adaptation of existing radiometric and modulation transfer function (MTF) measurement setups. High values of carrier lifetimes are measured, close to the state of the art at 150 and 100 times higher than in InAs/GaSb, showing the good quality of the InAs/InAsSb material fabricated at IES Montpellier by molecular beam epitaxy. However, optimization of the barrier layer is necessary as it was shown that the barrier thickness affects both the carrier lifetime and the operating voltage. Electro-optical measurements on the FPA allowed the extraction of short diffusion lengths, which are nevertheless sufficient to ensure good performance, with a dark current and a quantum efficiency at the state of the art at 130K, as well as an MTF close to the ideal case. Moreover, the FPA detector exhibits excellent uniformity. These results obtained on a first prototype of a Ga-free T2SL FPA demonstrate that the assumed anisotropy of the material does not degrade its performance, paving the way for further development of this technology in France.Cette thèse, menée à l'ONERA/DOTA en collaboration avec l'IES Montpellier et cofinancé par l'AID/DGA, porte sur la caractérisation de détecteurs infrarouges issus de la filière récente du super-réseau T2SL InAs/InAsSb, dit "Ga-free", associés à des structures à barrière XBn. Ces détecteurs, destinés aux applications infrarouges haute performance, visent à optimiser le critère SWaP (Size, Weight and Power) par l'augmentation de la température de fonctionnement. Dans le cadre du projet ANR HOT MWIR, cette thèse a exploré les propriétés électro-optiques de détecteurs monoéléments et matriciels. Des moyens expérimentaux ont été mis en œuvre pour cette étude, incluant le développement de bancs de mesure de temps de vie, et l'adaptation de bancs existants de mesures radiométriques et de fonction de transfert de modulation (FTM) pour le détecteur matriciel. Des valeurs élevées de temps de vie sont mesurées, proches de l'état de l'art à 150K et 100 fois plus élevés que dans l'InAs/GaSb, montrant la bonne qualité du matériau InAs/InAsSb fabriqué à l'IES Montpellier par épitaxie par jets moléculaires. Néanmoins une optimisation de la couche barrière est nécessaire car il a été montré que son épaisseur a un impact sur le temps de vie et la tension d'opération. Les mesures électro-optiques sur la matrice ont permis l'extraction de faibles longueurs de diffusion, mais suffisantes pour garantir de bonnes performances avec un courant d'obscurité et un rendement quantique à l'état de l'art à 130K ainsi qu'une FTM proche du cas idéal. De plus, le détecteur matriciel présente une excellente uniformité. Ainsi ces résultats sur ce premier prototype de matrice T2SL Ga-free montrent que l'anisotropie supposée du matériau ne dégrade pas ses performances, ouvrant la voie au développement avancé de cette filière en France
Optimisation de liners acoustiques : récente application à l’ONERA pour l’atténuation du bruit des systèmes de conditionnement d’air
No full textAéroacoustique guidée: modélisation, mesure et traitements acoustiquesInternational audienc
From Detection to Reconstruction : Combining Automatic Flux Rope Fitting and Real-Time ICME Detection for Operational Short-Term Forecasting
No full textInternational audienceTimely and accurate forecasting of interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) is essential for mitigating their impact on space- and ground-based infrastructure. While significant advances have been made in predicting ICME arrival times and identifying their in situ signatures, integrating these steps into a continuous operational pipeline remains a challenge. In this work, we present the next major development of the ARCANE framework by coupling it with arrival time forecasting and real-time magnetic flux rope reconstruction. The resulting automated pipeline combines:(1) ELEvo - a drag-based model for predicting ICME arrival times (2) ARCANE - a machine learning–based framework for automatic ICME detection in solar wind in situ data (3) 3DCORE - a semi-empirical flux rope model that is now automatically triggered by ARCANE to perform real-time reconstruction of the ICME’s internal magnetic structure. Here, we demonstrate the first fully automated pipeline capable of identifying the onset of an ICME’s magnetic obstacle in real-time and initiating immediate 3D modeling of its internal structure. By integrating detection and modeling into a unified system, we enable both improved nowcasting and short-term forecasting. We describe the technical implementation of this end-to-end framework, showcase initial results and discuss its potential for operational use in the future, combining physics-based models with AI for improved space weather forecasting
A Critical Point Analysis Procedure To Quickly Identify the Most Dangerous Flight Conditions for Aeronautical Probes Operating in Icing Conditions
No full textInternational audienceThe aim of this work is to propose a new approach for rapidly determining the flight conditions representing the highest icing risk for aeronautical probes. Such a tool is particularly useful during design phases, as it allows for the evaluation of probe reliability as well as the effectiveness of the associated protection system in operation. The approach presented here - known as CPA (Critical Point Analysis) - is the first step in a broader strategy for assessing the robustness of probes against the risk of icing. Its goal is to help design the test matrix used for wind tunnel experiments, by identifying the most severe flight conditions a probe can encounter in operation. Given its scope of use, it is essential that its implementation requires less than a day of computing time. To meet these challenges, the approach presented here is based on two complementary strategies: the first one focuses on developing a simplified model capable of capturing the overall aerothermal behavior of a probe in operation. Such a model will allow us to perform a simulation in just a few minutes. The second phase takes advantage of the speed of a simulation and couples it with an optimization process capable of exploring an entire flight domain. By combining these two tools, it is possible to identify the most severe flight conditions for a probe in only a few hours of computation time on a standard computer