III.4. RAPPEL DU PROBLEME
Comme nous l'avons dit dans le problématique
que, Le développement de l'aérodynamique est fortement
lié à la compréhension du mécanisme de la portance
par une aile, phénomène physique permettant la sustentation d'un
objet en mouvement dans l'air. Cependant, nous avons pu tracer les contours
d'aile grâce à la simulation de notre profil.
L'angle d'incidence étant de 0° ici, le
comportement de notre profil sera parfaitement orienté grâce
à la pression de l'air.
III.5. PROCEDURE ET CONDITION DE SIMULATION
La base des données des profils d'aile disponible en
ligne « airfoil tools », nous a permis d'y trouver notre profil NACA
sous étude ainsi que ces coordonnées caractéristiques.
La démarche suivante était à observer sans
faille :
- Enregistrement des coordonnées sous fichier
texte, - Ouvrir le logiciel SolidWorks,
- Importer ces coordonnées sous option de
traçage d'une courbe,
- Puis générer la matière pour
obtenir un profil 3 D
65 NASA Technical Memorandum 4741
54
Le profil étant, nous l'avons simulé à
une vitesse d'écoulement du fluide de 25 m/s selon l'axe de X à
une température de 242.6 K et à une pression de 41061 Pa.
Figure 3.3 : Profil d'aile après importation
sous SolidWorks
III.6. ANALYSE DES RESULTATS
Après la configuration de données initial dans
le logiciel de simulation, les lignes suivantes vont décrire les
différents résultats des paramètres
caractéristiques des fluides en mouvement.
III.7. SITUATION DU PROFIL NACA 24012 FACE AUX
SIMILAIRE
Dans cette section, l'objectif poursuivi vise à
analyser les caractéristiques du fluide en mouvement afin de
déterminer le comportement du profil NACA sous étude.
Sur la figure ci-dessous nous constatons qu'à cette
incidence, la répartition de pression n'est pas identique sur toute la
surface. Cependant, vers le bord d'attaque nous avons une forte pression, puis
à l'extrados vers le bord d'attaque nous constatons une
dépression importante liée à la vitesse du fluide et au
profil sous étude.
66 Mémoire MAPETO ,
67 SOLIDWORKS : Simulation du profil
55
69 SOLIDWORKS : Simulation du profil
70
Figure 3.4 a) : Pression (simulation de la pression
surfacique)
Figure 3.4 b) : Pression (simulation de la pression
surfacique)
Figure 3.5 : Visualisation de la
vitesse sur un profil d'aile
56
La visualisation de la vitesse du fluide sur notre profil
ayant les caractéristiques déjà connues, indique une
variation de la vitesse du fluide de la paroi jusqu'à
l'extérieur, ceci résulte du phénomène de la couche
limite qui s'adhère à la paroi dans un écoulement
visqueux.
Nous constatons donc ce qui suit :
- La vitesse du fluide diminue sensiblement sur l'intrados et
l'extrados en allant vers le bord d'attaque.
- Au sein de cette couche limite, la vitesse à la paroi
est nulle à partir d'une certaine distance par rapport à la corde
de profil aérodynamique.
- Plus on s'éloigne de la paroi, la vitesse du fluide
augmente jusqu'à dépasser la vitesse de
référence.
Figure 3.6 : Visualisation de la température
sur un profil
La figure 3.6, indique qu'à la paroi la
température est importante, et diminue lorsqu'on s'éloigne de
cette dernière.
Cette augmentation de la température est à la
base de l'échauffement cinétique du matériau, d'où
il est nécessaire de connaitre la conductivité thermique du
matériau afin de limiter l'échange avec le milieu interne de la
paroi.
71 SOLIDWORKS : Simulation du profil
0,00012
Viscosité dynamique[Pa*s]
0,0001
0,00008
0,00006
0,00004
0,00002
0
57
0 1000 2000 3000 4000
Température[K]
Figure 3.7 : Visualisation de la
viscosité
La viscosité dynamique étant une des
caractéristiques du fluide, cette courbe indique l'évolution de
cette dernière par rapport à la température. Le graphe
ci-dessus indique donc que la viscosité dynamique augmente avec la
température.
Conductivité thermique[W/(m*K)]
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Température[K]
Figure 3.8 :
Conductivité thermique
Sur le graphe ci-haut, nous constatons une variation de la
conductivité thermique. Cette grandeur physique augmente avec la
température, la maitrise de cette grandeur nous permettra d'aboutir
à un bon choix de matériaux pouvant faire face à cette
évolution par rapport à la température.
|
Epaisseur de la couche limite [m]
|
0,00018 0,00016 0,00014 0,00012 0,0001 0,00008 0,00006 0,00004
0,00002
0
|
|
Arête<1>
|
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
Longueur [m]
58
Figure 3.9 : Evolution de l'épaisseur de la
couche limite par rapport à la longueur
La figure 3.9 indique l'évolution de l'épaisseur
de la couche limite par rapport à la longueur du profil d'aile sous
étude, ce graphe nous indique que l'épaisseur est importante au
bord d'attaque et diminue avec la longueur jusqu'à la
moitié de la corde de profil, puis augmente encore avec la longueur
jusqu'au bord de fuite.
|
Température (Fluide) [K]
|
242,86 242,85 242,84 242,83 242,82 242,81 242,8 242,79
|
|
Arête<2>
|
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
Longueur [m]
Figure 3.10 : Evolution de la température
d'un profil par rapport à la distance
72Narayanaswamy, O.S. Wolfbeis «Optical
Sensors: industrial, environmental and diagnostic application», analytical
and bioanalytical chemistry, vol 381, New York (2005).
73 LANDOLSI F, partie I, surveillance
des machines par analyse vibratoire cours de techniques de surveillance.
SOLIDWORKS : Simulation du profil
59
Figure 3.12 : Evolution de la pression d'air sur un
profil par rapport à la distance
Sur la figure ci-haut on constate que la température
varie en suivant la distance que peu parcourir le profil. On voit qu'à
une distance de 0.001m, notre profil a atteint sa plus haute
température. Et elle peut diminuer en une petite dégradation de
la température lorsque, la distance est supérieure ou
inférieure à 0.001m.
|
Flux de chaleur surfacique [W/m^2]
|
1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
|
|
Arête<2>
|
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
Longueur [m]
Figure 3.11 : Flux de chaleur
surfacique
|
Pression [Pa]
|
41200 41180 41160 41140 41120 41100 41080 41060 41040 41020
41000
|
|
Arête<2>
|
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
Longueur [m]
Dans notre figure ci-dessus, le flux de chaleur surfacique de
notre profil est nul, il ne varie pas peu importe la distance du
profil.
60
Le graphe de l'évolution de la pression sur le profil,
stipule que la pression atteint sa valeur maximale de 41174 Pa à la
moitié de la valeur de la corde de profil aérodynamique ; puis
celle-ci diminue du bord d'attaque et du bord de fuite vers le milieu
créant une dépression sur le profil d'aile jusqu'à 41011
Pa par rapport à la pression de référence.
|
Densité (Fluide) [kg/m^3]
|
0,591 0,5905 0,59 0,5895 0,589 0,5885 0,588
|
|
Arête<2>
|
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
Longueur [m]
Figure 3.13 : Evolution de la densité de
l'air d'un profil par rapport à la distance
Cette figure stipule que le fluide est beaucoup plus dense
à la moitié de la corde du profil d'aile. Du bord d'attaque et du
bord de fuite vers le milieu de la corde, nous constatons que la densité
d'air diminue jusqu'à atteindre la valeur de 0.5884 kg/m3
comparativement à la densité de référence
fixé à 0.5895.
| 
