La technique de l’Hydroptère

Viens de trouver un site un peu ancien (2002) consacré à des Travaux Pratiques Longue Durée sur « La technique de l’Hydroptère » par 9 élèves ingénieurs en 2ème année d’Hydraulique et de Mécanique des Fluides à l’ENSEEIHT (Toulouse) encadrés par deux professeurs.

Les sujets abordés sont nombreux :

• principe des hydrofoils et historique
• choix des profils : NACA 0015 et EPPLER 817
• réalisation d’une petite maquette « 2D » pour test de profils de foils
• mesure de portance et trainée
• simulations numériques avec Fluent et Xfoil
• présentation très complète de la cavitation, avec nombreuses vidéos dont une rare de supercavitation (source inconnue):
   

  (regardez bien le profil horizontal : plat dessus, concave en dessous, rien à voir avec un profil « aérodynamique » classique…)

Le travail est d’excellente qualité et donne une très bonne vision globale de la problématique. Le seul reproche que je ferai est que les simulations et tests concernent des vitesses trop basses (10 m/s, 20 noeuds …) par rapport aux challenges actuels.

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Bassin de carène virtuel : bientôt ?

 En travaillant un autre domaine d’intérêt, je suis tombé sur le travail de Ron Fedkiw, professeur à Stanford, qui est notamment capable de calculer des choses comme ceci :

Je souligne que l’objectif était le réalisme visuel et non la précision physique, mais il semblerait que les deux mondes de l’animation graphique et de la simulation numérique se rapprochent à grande vitesse…

Ca cavite quand même pas mal …

Encore un intéressante illustration sur la page d’accueil de l’Hydroptère:

La légende dit « Comparatif des écoulements sur les anciens profils à 53 noeuds. le faible écart entre simulation numérique et expérimentation en tunnel de cavitation est riche d’enseignements. »

Traduction : « les anciens profils sont bon à jeter pour franchir 50 noeuds, et l’EPFL a un bon code de CFD pour en calculer de meilleurs ». Allez les gars, faites nous un beau profil supercavitant sur le bas du foil …

Hydroptère

une belle illustration figure sur la page d’accueil de hydroptere.com ces jours-ci:

Cette « simulation de l’écoulement à 52 noeuds » autour du foil au vent de l’Hydroptère est calculée par un code CFD « diphasique » (Fluent je présume?) qui simule à la fois l’eau et l’air. On voit que la dépression sur le dos du foil creuse la surface verte de l’eau, formant la cavité en bleu, marquées par les courbes de niveau noires. C’est donc une simulation de la ventilation.

La circulation de l’air est représentée par les filets verts clair « entrant » par le coin bas droit de l’image et créant le tourbillon dans la partie supérieure de la figure. Quant à la zone rouge/jaune, s’agit-il de la zone susceptible de caviter ? « Blue is good, red is bad, that’s all I know about FEM » disait un responsable marketing de SolidWorks… Avec un bord d’attaque arrondi et un intrados convexe, il se pourrait bien que ce profil cavite aussi « en dessous »

Joli calcul donc, mais c’est plutôt le foil sous le vent qui serait intéressant, avec une vue de la partie immergée, sur laquelle j’ai toujours une idée qui me semble originale …