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Copy of Quo Vadis Agencia de Viajes y Turismo

Quienes somos 2
by

mhamdi moetaz

on 8 June 2013

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Transcript of Copy of Quo Vadis Agencia de Viajes y Turismo

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Tunis Ecole Supérieure des Sciences et Techniques de Tunis MÉMOIRE
en vue de l’obtention du

MASTÈRE DE RECHERCHE EN GÉNIE MÉCANIQUE
Spécialité : Ingénierie des Systèmes Mécaniques ANALYSE DU COMPORTEMENT AÉROÉLASTIQUE D’UNE AILE D’AVION Présenté par :
Moetaz Mhamdi Soutenu le 25 / 02 / 2013 devant le Jury :

Mr. Mohamed SOULA Président
Mr. Mohamed GUEDRI Rapporteur
Mr. Amara NEJI Encadrant INTRODUCTION ÉTAT DE L’ART LES PHÉNOMÉNES AÉROÉLASTIQUES LE FLOTTEMENT PLAN NOTIONS
AÉRODYNAMIQUE MODÉLISATION DE L’AILE ANALYSE
STRUCTURALE
DE L’AILE MODÉLISATON PAR LA MÉTHODE DES ÉLÉMENTS FINIS SIMULATION NUMÉRIQUE DE L’AILE ÉTUDE
AÉROÉLASTIQUE
DE L’AILE ÉTUDE DU COMPORTEMENT DE L'AILE EN FLOTTEMENT CARACTÉRISTIQUES AÉROÉLASTIQUES DE L'AILE SIMULATION DE
LA STABILITÉ
DE L’AILE LIMITE DE LA STABILITÉ DE L’AILE SIMULATION DE LA VARIATION DES PARAMÈTRES AÉROÉLASTIQUE DE L’AILE La sécurité des passagers et la durée de vie de l'avion sont des enjeux majeurs dans la conception et la construction aéronautique, alors il est important de garantir la stabilité de l'aéronef et de prévoir les situations accidentelles aux vols dues aux phénomènes aéroélastiques. Les phénomènes les plus importants en aéroélasticité sont : La divergence La redistribution de portance La réponse dynamique Le flottement LES PHÉNOMÉNES AÉROÉLASTIQUES LE FLOTTEMENT Instabilité dynamique d’un corps élastique couplé à un écoulement d’air associée à un couplage aéroélastique entre les mouvements vibratoires de la torsion et de la flexion de l’aile. Coalescence entre deux fréquences de résonance Oscillations auto-entretenus Une instabilité des ailes conduit à la destruction TRAVAUX DE RECHERCHES SUR LE FLOTTEMENT MÉTHODES DE CALCUL À BASE DE MODÈLE MÉTHODE K MÉTHODE P−K MÉTHODE FRÉQUENTIELLE MODÈLE DE THEODORSEN MÉTHODE PAR APPROCHE MODALE MÉTHODES EXPÉRIMENTALES Test statique Test au soufflerie Calcul par simulation numérique TRAVAUX DE RECHERCHES SUR LE FLOTTEMENT DESCRIPTION DES AILES DESCRIPTION DES AILES LES EFFORTS AÉRODYNAMIQUES La loi de Bernoulli P + ½ * V² = P + ½ *V² V > V P < P L'aile n'est pas poussée, elle est "aspirée" PORTANCE = 2/3 DEPRESSION + 1/3 SURPRESSION DESCRIPTION DES AILES CARACTÉRISTIQUES DES AILES TYPES DES AILES L'aile volante L'aile droite L'aile en flèche L'aile delta L'aile à géométrie variable L'aile elliptique L'aile trapézoïdale L'aile basse L'aile haute L'aile médiane CARACTÉRISTIQUES DES PROFILS DESCRIPTION DES AILES TYPES DES PROFILS Plan_convexe Biconvexe dissymétrique Creux Auto-stable DESCRIPTION DES AILES LES EFFORTS AÉRODYNAMIQUES La résultante aérodynamique La traînée La portance Le moment de tangage MODÈLISATION DE L’AILE FICHE TECHNIQUE PROFIL NACA 4412 NACA 4412 Triangle de Collar MODÈLISATION DE L’AILE MODÉLISATION PAR LA MÉTHODE DES ÉLÉMENTS FINIS ÉTUDE DU MOUVEMENT DE L'AILE COUPLAGE FLEXION-TORSION ÉQUATION GÉNÉRALE Les équations du mouvement, selon la formulation de Lagrange : L’énergie cinétique au centre de gravité : L’énergie potentielle du système : Le système d’équations différentielles décrivant le mouvement de l’aile : Le système couplé sous la forme linéaire : Le système correspond à une équation du second degré : ÉTUDE DE LA STABILITÉ ÉTAT DE LA STABILITÉ ANALYSE DE LA STABILITÉ DOMAINE DE LA STABILITÉ DE L’AILE ANALYSE DE LA STABILITÉ STRUCTURALE DE L’AILE ANALYSE DE LA STABILITÉ AÉROÉLASTIQUE DE L’AILE CRITÈRE ÉLASTIQUE l’équation du mouvement de l‘aile sans excitation extérieure et avec le centre de gravité confondu avec celui du foyer aérodynamique. CRITÈRE INERTIEL les conditions agissant sur le rapport inertiel l’aile est instable la stabilité de l’aile dépend du signe de l’aile est instable RAPPORT DES COEFFICIENTS AÉRODYNAMIQUES VITESSE ET FRÉQUENCE CRITIQUE DU FLOTTEMENT l’équation caractéristique de la stabilité de l’aile dans le cas général l’expression de la vitesse critique Les forces aérodynamiques sont la résultat de la pression aérodynamique répartie sur la surface alaire Extrados Intrados Intrados Intrados Extrados Extrados Intrados Extrados Oscillation stable Oscillation instable Oscillation quasi-stable 4% la cambrure relative maximale de la corde 4% la position de la cambrure de la corde 12% épaisseur relative maximale de la corde MAILLAGE DE L'AILE MODÉLISATION PAR LA MÉTHODE DES ÉLÉMENTS FINIS SIMULATION NUMÉRIQUE DE L'AILE MODES PROPRES EN FLEXION SIMULATION NUMÉRIQUE DE L'AILE MODES PROPRES EN TORSION SIMULATION NUMÉRIQUE DE L'AILE MODE PROPRE CORRELÉE RÉSULTATS MODALES COEFFICIENTS AÉRODYNAMIQUES Coefficient de portance Coefficient de traînée Coefficient de tangage Polaire EIFFEL MODÈLISATION DE L’AILE La forme matricielle des équations de mouvement Les valeurs propres sont obtenues par la résolution MODÈLE DE THEODERSEN Les valeurs propres découplées de chaque mouvement : Approximation de linéarisation des efforts aérodynamiques : Les séries de coefficients aéroélastiques : Centre d'inertie : G Centre de torsion : O La distance d =GO Foyer aérodynamique : F Corde : C La configuration bidimensionel présente le couplage à deux degrés de libertés du phénomène du flottement : Soit : Raideur en flexion : Raideur en torsion : Angle d'incidence : LIMITE DE LA STABILITÉ DE L’AILE VITESSE ET FRÉQUENCE CRITIQUE DE L'AILE Vitesse critique Fréquence critique SIMULATION DE LA VARIATION DES PARAMÈTRES AÉROÉLASTIQUE DE L’AILE INFLUENCE DES PARAMÈTRES AÉRODYNAMIQUES INFLUENCE DES PARAMÈTRES STRUCTURALES VITESSE CRITIQUE ACCROISSEMENT DU COEFFICIENT DE PORTANCE RAPPORT INERTIEL FREQUENCES PROPRES Mouvement de l’aile à V=1000 Km.h-1 Mouvement de l’aile à V=3800 Km.h-1 Mouvement de l’aile à V=5000 Km.h-1 Augmentation de la vitesse : rapprochement des fréquences propres de la flexion et la torsion jusqu’à la coalescence. Mouvement de l’aile pour C.Z'=6 Mouvement de l’aile pour C.Z'=2 Mouvement de l’aile pour C.Z'=1 la diminution de la valeur de C.z' engendre une diminution de l’amplitude de la flexion et une augmentation de la torsion un transfert d'énergie traduit l' apparition du couplage entre les deux modes, ce qui mène à une instabilité au flottement. Mouvement de l’aile pour (md^2)/J.0 >1 Mouvement de l’aile pour (md^2)/J.0 = 0.8 Mouvement de l’aile pour (md^2)/J.0 = 0.1 L’aile est stable pour deux fréquences séparées. Un couplage fréquentiel explique le battement à des vitesses basses et l’instabilité de l’aile au flottement aéroélastique pour des vitesses élevées. Plus on diminue ce rapport, l’amplitude des vibrations diminue et les fréquences des deux modes se découplent et l’aile tend à se stabiliser. Mouvement de l’aile pour λlamda alpha <λ lamda zed Mouvement de l’aile pour lamda alpha > lamda zed Mouvement de l’aile pour λlamda alpha =λ lamda zed Système stable Système instable Système instable Système instable Système stable Système asymptotiquement stable CONCLUSION ETAT DE L'ART DESCRIPTION DES AILES MODELISATION DE L'AILE SIMULATION DE L'AILE principalement intéressés à l’analyse du comportement d’une aile d’avion en considérant le couplage aéroélastique afin de prévoir un domaine de vol stable en fonction des paramètres inertiels, élastiques et aérodynamiques MERCI DE VOTRE ATTENTION Ce travail peut être développé et approfondie par l’étude du comportement dynamique des ailes flexibles 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
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