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Équilibre dynamique d'une voile par une approche fluide structure
Published online by Cambridge University Press: 21 July 2006
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
- Information
- Copyright
- © AFM, EDP Sciences, 2006