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Équilibre dynamique d'une voile par une approche fluide structure

Published online by Cambridge University Press:  21 July 2006

Sébastien Mounoury
Affiliation:
École Navale, Institut de Recherche de l'École Navale (IRENav EA 3634), Lanvéoc Poulmic, BP 600, 29240 Brest Armées, France
Frédéric Hauville
Affiliation:
École Navale, Institut de Recherche de l'École Navale (IRENav EA 3634), Lanvéoc Poulmic, BP 600, 29240 Brest Armées, France
Yann Roux
Affiliation:
Société K-EPSILON, 30 rue de Richelieu, 76087 Le Havre, France
Jacques André Astolfi
Affiliation:
École Navale, Institut de Recherche de l'École Navale (IRENav EA 3634), Lanvéoc Poulmic, BP 600, 29240 Brest Armées, France
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Abstract

Le coût élevé des essais en bassin de carène associé aux performances accrues des moyens de calcul amène les architectes navals à utiliser de plus en plus les outils de simulations numériques pour la conception de voiliers. Ainsi, de nouveaux VPP (Velocity Prediction Programm) entièrement numériques se sont développés [ Roux et al. Yacht performance prediction: Towards a numerical vpp, in: High Performance Yacht Design Conference, December 2002, Auckland] . Ces outils, basés sur la modélisation aéroélastique des voiles couplée à un modèle d'écoulement hydrodynamique avec surface libre autour de la carène, permettent la modélisation numérique d'un voilier en navigation réelle. L'étude présentée traite de la modélisation aéroélastique. Elle porte sur l'interaction d'une structure tridimensionnelle idéalement flexible avec un écoulement instationnaire. L'objectif est d'inclure la déformation et le déplacement du câble supportant la voile d'avant du voilier (l'étai) qui modifie le volume de la voile et donc le fonctionnement du voilier. Le problème aéroélastique couplé est résolu par une méthode itérative où les simulations élastiques et aérodynamiques se succèdent pour converger vers un équilibre statique. Nous introduisons plus particulièrement dans ce travail la résolution mécanique d'un câble soumis à un chargement tridimensionnel par une méthode variationnelle et son couplage avec la voile. Le comportement mécanique de la voile est modélisé par un système de réseau de fils [ Le Maître, Contribution numérique à la résolution de problèmes d'interaction fluide structure, Thèse, Institut de mécanique INSA de Rouen, France, 1998]et l'écoulement aérodynamique par une méthode de surface portante associée à une méthode particulaire [ Charvet et al., Numerical simulation of the flow over sails in real sailing conditions, J. Wind Eng. Ind. Aerod. Special Issue Sail Aerodynamics 63 (1996) 111–129]. Nous présentons les résultats d'un calcul aéroélastique d'une voile sur son étai soumis à un écoulement de fluide parfait dans lesquels l'influence d'un étai libre sur le comportement d'une voile est mise en évidence.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2006

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References

Y. Roux, S. Huberson, F. Hauville, J.P. Boin, M. Guilbaud, M. and Ba, Yacht performance prediction: Towards a numerical vpp, in: High Performance Yacht Design Conference, December 2002, Auckland
O. Le Maître, Contribution numérique à la résolution de problèmes d'interaction fluide structure, Thèse, Institut de mécanique INSA de Rouen, France, 1998
Charvet, T., Hauville, F., Huberson, S., Numerical simulation of the flow over sails in real sailing conditions, J. Wind Eng. Ind. Aerod. Special Issue Sail Aerodynamics 63 (1996) 111129 CrossRef
T. Charvet, Résolution numérique de problèmes liés au comportement des voiles de bateau, Thèse, École Polytechnique, LIMSI-CNRS, France, 1992
F. Muttin, Modélisation de membranes. Application à l'analyse mécanique des voiles de bateau, Thèse, Université de Nice Sophia Antipolis, 1989
Le Maître, O., Huberson, S., Souza De, J.E. Cursi, Application of a non-convex model of fabric deformations to sail cut analysis, J. Wind Eng. Ind. Aerod. 63 (1996) 7793. CrossRef
J. Valette, Simulation du comportement mécanique d'un ensemble voiles gréement de bateau, Thèse, Université d'Orléans, France, 2001
P. Heppel, Accuracy in sail simulation: Wrinkling and growing fast sails, in: High Performance Yacht Design Conference, Auckland, 2002
F. Hauville, Y. Roux, Réglage dynamique d'une voile par une méthode d'interaction fluide-structure, in : 9es Journées de l'Hydrodynamique, Poitiers, France, ISSN 1161-1847, 2003, pp. 221–234
F. Axisa, Modélisation des systèmes mécaniques : systèmes continus, Hermès sciences publication, 2 2001
Le Maître, O., Souza De, J.E. Cursi, S. Huberson, Large displacements analysis for ideally flexible sails, Eur. J. Mech. A-Solid. 17 (1998) 619636 CrossRef
C. Rehbach, Numerical calculation of three dimensional unsteady flows with vortex sheets, AIAA, 16th Huntsville, 1978, paper 1978-111
Beale, J.T., Majda, A., High order accurate vortex methods with explicit velocity kernels, J. Comput. Phys. 58 (1985) 188208 CrossRef
Charvet, T., Huberson, S., Numerical calculation of the flow around sails, Eur. J. Mech. B-Fluids 11 (1992) 599610
Souza De, J.E. Cursi, Stress unilateral analysis of mooring cables, Int. J. Numer. Meth. Eng. 34 (1992) 279302