Question/réponse 4 : Les limites des hydrofoils… par Alban et Tristan

Une nouvelle fois, de jeunes passionnés font appel aux plus ou moins vieux lecteurs de « Foilers ! » pour essayer d’obtenir des réponses à leurs interrogations. Question qui rejoint celle posée il y a quelques mois par Jérôme : Vitesse maximal théorique.

Waterjet Inlet Lip Cavitation*

« Merci beaucoup pour le document que vous m’avez envoyé (note du rédacteur : j’ai commencé à répondre à leurs questions, je ne fait pas que faire appel aux lecteurs !). Il nous permettra de nous aider dans les calculs de portances et de traînées que nous comptons intégrer dans la première partie de notre exposé : Le fonctionnement des hydrofoils. Dans une seconde partie nous voulons aborder les limites des hydrofoils, en expliquant les phénomènes de cavitation et de  ventilation…

Nous aimerions, à ce titre, intégrer à cette 2ème partie quelques calculs comme par exemple :

Le calcul de la vitesse limite (minimale) théorique du voilier (en considérant que cette vitesse, qui est en réalité celle du bateau, (soit ici celle du fluide, si le courant de l’eau est nul!!!!) lors du déclenchement du phénomène de cavitation. Cavitation sur l’extrados d’un profil NACA symétrique et assymétrique simple (plongé en T sous l’eau, comme la partie inférieure de l’empennage arrière de l’Hydroptère). Ceci, en considérant la profondeur sous l’eau comme une donnée connue, ainsi que la pression de vapeur saturante et l’épaisseur du profil.

Est-ce que ce calcul est possible à réaliser de façon relativement simple ?

Doit-on utiliser l’effet Venturi (avec la loi sur la conservation du débit d’un fluide !), le Théorème de Bernoulli (liant pression et vitesse du fluide!) ?

Si cela peut se faire, nous pourrions alors comparer les résultats théoriques obtenus (dans les calculs de portances, traînée et cavitation) aux résultats expérimentaux (observés en bassin de carènes, ou sur la maquette très simplifiée d’un profil NACA que nous allons tenter de réaliser !), ce qui peut être très intéressant !!!…»

Lecteurs de « Foilers ! » avez-vous des conseils à ces possibles futurs designers d’engins volants ? D’avance merci pour eux…

Quelques remarques :

  • Les TIPEs sur les hydrofoils sont nombreux. J’ai reçu il y a quelques jours un mail très sympa d’Henry Jantet. Henry me remerciait de l’avoir aidé à la réalisation de son TIPE. Il a eu une bonne note pour ce travail. Cette note lui aurait permis d’intégrer Centrale Lyon ! ! Si vraiment nous sommes pour quelque chose dans la qualité de ces TIPEs, il va falloir faire payer nos services  😉
Advertisements

8 commentaires pour Question/réponse 4 : Les limites des hydrofoils… par Alban et Tristan

  1. Bonjour,

    A mon humble avis, les phénomènes de cavitation (il semblerait qu’il y en ait plusieurs types) sont des phénomènes assez mal connus, instables et faisant l’objet de travaux de hauts niveaux (doctorat …). D’autre part, toujours à mon avis il sera difficile de mettre ce phénomène en évidence dans un bassin de carènes. De ce fait, une étude, même simplifiée, me parait inappropriée dans le cadre d’un TIPE (rien n’empêche, bien sûr de citer l’existence du phénomène sans chercher à approfondir)

    En revanche, il est certainement intéressant d’approfondir le phénomène de ventilation et de l’étudier dans la pratique en bassin (forme et dimensions de la cavité en fonction de la vitesse et de l’angle d’attaque …)

    Bon courage et à bientôt,

    GG

  2. Et bien, ils sont où les lecteurs ?
    Vous n’avez pas de conseil pour Alban et Tristan ?
    Bon, voici mon avis. Je partage celui de mon ami Gérard.
    Pour moi, le projet est trop ardu ! Mais comme je suis plus « histoire des foils » que « science du foil », j’attendais un avis d’un bon de la technique !!
    Je pense qu’il y a moyen de trouver un deuxième sujet plus facile à traiter.
    Des idées, vous autres derrière vos écrans (oui je vous vois)?
    Bon travail Alban et Tristan
    Fred de Lo

  3. Tristan et Alban dit :

    Bonsoir a vous!

    Tout d’abord nous tenons à remercier Fred MONSONNEC qui s’est porté à notre écoute et qui va,nous l’espérons,avec son blog,nous aider à avancer dans nos recherches.Merci aussi à Gérard DELERM pour son conseil.
    Malheureusement vous n’êtes pas les premiers à nous dire que ce phénomène est très mal connu, pourtant il nous paraissait plus simple de traiter de la cavitation que de la ventilation. Mais comme l’a dit notre prof de physique: »la méca flux est un domaine assez compliqué et très empirique »… Cependant nous ne nous décourageons pas et allons tenter de contacter le laboratoire d’hydrodynamique de centrale Nantes (avoir un contact direct avec un personnel du laboratoire nous aiderais beaucoup!?) pour essayer d’obtenir de nouvelles informations.

    En remerciant encore Fred et les lecteurs qui,nous l’espérons,vont se montrer un peu plus nombreux.

    Tristan et Alban

  4. doublemexpress dit :

    Sorry … fidèle lecteur, mais béotien total de la physique (et de la Voile) je ne vous serai pas d’une grande aide … si ce n’est pour vous remettre mes plus sincères encouragements …

  5. Bonjour les jeunes,

    Mon niveau en math est largement insuffisant pour que je comprenne les principes des logiciels de simulation aéro/hydrodynamique.
    Si vous voulez vous plonger dans ce domaine, voici une adresse qui permet (si j’ai bien compris) d’avoir une idée historico-mathématique du fonctionnement de ces logiciel.

    http://www.pdas.com/eppler.html

    Je vous conseille de télécharger le fichier de John Roncz qui, semble-t-il, permet de « démonter » le programme initialement (et historiquement) écrit par Eppler.

    Je crois avoir compris que ces programmes commencent par calculer la répartition de la pression autour d’un profil donné (ou tout autre « objet » en 2D) et en déduisent la portance et la traînée.
    A partir de cette répartition de pression, vous pouvez peut-être avoir une idée des conditions pour lesquelles va se déclencher la cavitation … Mais je pense que c’est une vision très simplifiée des choses.

    Bon courage,

    GG

  6. Romain dit :

    Bonjour a vous 2, j’ai fait le master d’hydrodynamique de Centrale apres une ecole d’inge aeronautique, et je pense aussi qu’il n’est pas vraiment facile d’apprehender ce genre de problemes avec de « simples » connaissances de prepa.

    De plus un TIPE n’est pas un simple expose de faits, il faut y ajouter une certaine plus-value, et dans ce cas, vous pouvez oublier de faire des experiences dans un bassin,

    Voici un papier ecrit par l’Equipe de Modelisation Numerique de l’ECN : http://website.ec-nantes.fr/actesjh/images/11JH/Annexe/Papier22.pdf Ils y comparent des resultats numeriques (obtenus avec le code de calcul ISIS que j’utilise en ce moment) avec des resultats experimentaux (tests faits par l’Ecole Navale au bassin de Val de Reuil et aussi dans leur propre bassin de cavitation : http://cav2001.library.caltech.edu/70/00/cav2001-B1002.pdf ).
    Peut etre pouvez vous contacter directement les auteurs des articles.

    D’autres papiers ici : http://website.ec-nantes.fr/actesjh/images/11JH/Annexe/11jh-s03.htm

    Pour d’autres contacts a Centrale Nantes : http://www.ec-nantes.fr/version-francaise/recherche/laboratoires/lmf/lmf-ehgo-personnel-32474.kjsp?RH=Rech5

    Mais je peux vous dire que ces gens recoivent des mails a propos de TIPE quasiment tous les jours, et qu’ils ont souvent « autre chose a faire ». Si vous ne les relancez pas 2 ou 3 fois (tout en restant cordial bien entendu ! de plus ca montre votre interet et votre motivation), je doute que vous receviez une reponse.

    Bon courage !

  7. Merci pour Tristan et Alban, réponse très intéressant, merci Romain…
    Fred de Lo

  8. Tristan et Alban dit :

    Nous vous remercions pour vos conseils,et allons poursuivre notre projet, qui avance petit à petit. Pour l’instant nous allons tenter de mettre en place une expérience permettant de retrouver les coefficients de portance d’un foil.Il reste pas mal de travail mais nous sommes motivés.
    En remerciant encore une fois les lecteurs pour leurs aides!

    Tristan et Alban

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

%d blogueurs aiment cette page :