CFM 2019

Structures Adaptatives sous Chargement Hydrodynamique
Fatiha Mohammed Arab  1@  , Benoît Augier  2@  , François Deniset  3@  , Pascal Casari  4@  , Jacques André Astolfi  5@  
1 : Doctorante
Institut de Recherche de l'École navale, Brest
2 : Docteur et Chercheur à IFREMER
Ifremer, Brest
3 : Maitre de Conférence
Institut de Recherche de l'École navale, Brest
4 : Professeur des universités
IUT de Saint Nazaire
5 : Professeur des universités
Institut de Recherche de l'École navale, Brest

Dans le domaine hydrodynamique naval, on cherche à améliorer les performances hydrodynamiques des bateaux et à retarder l'apparition de la cavitation dans différentes conditions de croisière. Afin d'atteindre un tel objectif, l'utilisation des hydrofoils adaptatifs et des hélices innovantes pour le contrôle du comportement du bateau est le principal thème des recherches actuelles. Dans ce travail, une étude expérimentale et numérique a été menée afin d'évaluer l'effet de la pression interne d'un hydrofoil adaptatif sur ses performances hydrodynamiques. L'étude numérique a été réalisée à l'aide d'une approche numérique simple basée sur le couplage fluide-structure. Il s'agit d'une étude bidimensionnelle afin d'évaluer l'effet de la pression interne sur la réponse structurelle ainsi sur les performances hydrodynamiques d'un hydrofoil déformable. Cette approche est basée sur une méthode itérative avec l'hypothèse de petites perturbations. La méthode des panneaux du code potentiel Xfoil a été utilisé pour le solveur fluide et la méthode des éléments finis pour résoudre la partie structure (ANSYS-Mechanical). L'avantage de cette approche est que la convergence vers une forme stable de l'hydrofoil a été obtenue après un nombre restreint d'itérations. D'un point de vue expérimental, un nouveau concept d'hydrofoil composite fabriqué par le GeM de Saint-Nazaire a été testé dans le tunnel hydrodynamique de l'école navale. Les expériences ont été basées sur la mesure des forces hydrodynamiques dans diverses conditions de pression interne. Le contrôle de l'apparition de la cavitation avec le biais du pilotage de la pression interne a également été étudié. L'étude a montré que le changement de géométrie d'un hydrofoil composite conduit à des écarts significatifs sur le coefficient de portance. Le nouveau concept mis en place nous a aussi permis de contrôler l'apparition de la cavitation. Nous avons pu faire disparaître la cavitation présente sur le foil sans modifier l'angle d'incidence mais en ne jouant que sur la pression interne du foil.



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