Student Projects in 2008


Le travail a consisté à mettre en oeuvre VLab pour simuler l'écoulement autour d'un profil d'aile de type Naca 4412 afin de prédire ses performances aérodynamique en fonction de l'incidence du vent. La figure représente l'évolution de la finesse aérodynamique en fonction du coefficient de portance du profil. Dans un second temps, l'écoulement a été contrôlé à l'aide d'un actionneur de type aspiration pariétal placé sur l'extrados. Les performances aérodynamique du profil d'aile avec contrôle sont également représentées sur la figure pour différentes position de l'actionneur. Sur cet exemple on voit clairement que la courbe de performance du profil avec actionneur positionné au milieu de la corde enveloppe l'ensemble des autres courbes de performances avec une meilleure finesse et un meilleur coefficient de portance pour toutes les incidences. Les écoulements sur avion complet sont plus complexe et donne lieu à des compromis de design en fonction des différents point de fonctionnement considérés (décollage, croisière, atterrissage). Le contrôle actif des écoulements permet d'espérer une optimisation du design pour tous les points de fonctionnement avec des actionneurs pour le contrôle de chaque point de design. La recherche et la mise au point technologique sont encore nécessaire pour arriver à ce résultat.


Figure : contrôle par aspiration sur NACA 4412
La simulation de l'écoulement autour d'un profil d'aile de type NACA permet de prédire ses performances en fonction de son épaisseur. On constate que les 2 polaires se croisent pour un coefficient de portance de 0.6. Pour les faibles valeurs de portance le profil le moins épais Naca 0009 est le meilleur, par contre pour les grandes valeurs de la portance, c'est le profil le plus épais Naca 0012 qui est le meilleur. On voit donc qu'ici, il y a un compromis à faire entre portance et traînée. Pour simuler ces 5 points de fonctionnement sur 2 profils, en résolvant les équations de Navier-Stokes, il ne faut environ qu'une minute sur un PC portable avec VLab. On voit donc qu'il est possible d'envisager un grand nombre de problème d'optimisation, de design ou d'analyse en mécanique des fluides.

         
Figure : polaire des Naca 0009 et 0012
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