CFM 2019

Comparaison numérique/expérimentale des lois de calage d'un propulseur cycloïdal
Guillaume Fasse  1, *@  , Frédéric Hauville  1@  , Grégory Germain  2@  , J.andré Astolfi  1@  
1 : Institut de Recherche de lÉcole Navale (EA 3634)  (IRENAV)
Ecole Navale
2 : Laboratoire Ressources halieutiques Manche Mer du nord, IFREMER Centre Manche Mer du Nord,  (HMMN)
Institut français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
* : Auteur correspondant

Les propulseurs cycloïdaux sont caractérisés par la rotation de plusieurs pales autour d'un axe vertical, associée à un mouvement de chaque pale autour de son axe propre. L'objet de cet article concerne l'étude des lois de calage d'un propulseur à axe transverse dans le domaine de la propulsion cycloïdale navale. Avec ce type de propulsion, deux modes de cinématiques sont observés en fonction du paramètre d'avance (λ) : le mode épicycloïdal utilisé pour les basses vitesses d'avance de navire (λ<1) et le mode trochoïdal pour les hautes vitesses (λ>1). L'objectif final est de pouvoir établir des lois de calage, pour chacun des deux modes, définies sur une optimisation donnée (maximiser l'effort propulsif par exemple)[1]. Dans ce but, une plate-forme académique conçue à l'IRENav[2] permet de tester toute sorte de lois de calage grâce à des servo-moteurs contrôlant indépendamment chaque pale ainsi que la rotation principale. Les lois de calage sont d'abord définies cinématiquement par une approche quasi statique en utilisant la base de données SANDIA[3]. Afin de prendre en compte la dynamique de l'écoulement au sein de la turbine, un calcul URANS 2D a permis d'optimiser une loi de calage en maximisant l'effort propulsif pour le cas λ=1,6. Des essais dans le bassin de circulation Ifremer de Boulogne-sur-Mer sont menés pour vérifier expérimentalement des lois de calage simples (sinusoïdale) et plus complexes (maximisant l'effort propulsif) à partir de mesures d'efforts sur les pales couplées à des visualisation de champs PIV. Pour finir une comparaison numérique/expérimentale est menée sur la loi de calage maximisant l'effort propulsif pour le cas λ=1,6.


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