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Aérodynamique de l'aile

Code UE : AER108

  • Cours + travaux pratiques
  • 6 crédits
  • Volume horaire de référence
    (+ ou - 10%) : 50 heures

Responsable(s)

Nicolas ALFEREZ

Public, conditions d’accès et prérequis

Avoir le niveau de l'UE AER104 (Mécanique des fluides) ou être agréé par l'enseignant

Présence et réussite aux examens

Pour l'année universitaire 2021-2022 :

  • Nombre d'inscrits : 38
  • Taux de présence à l'évaluation : 53%
  • Taux de réussite à l'évaluation : 75%

Objectifs pédagogiques

À l'issue de ce cours, vous serez capable :
  • d'analyser les écoulements et leurs actions mécaniques autour d’une aile ;
  • de calculer les performances aérodynamiques d’une voilure ;
  • d'utiliser un outil numérique pour obtenir des solutions numériques approchées ;
  • d'utiliser un logiciel de simulation pour le dimensionnement d’avion en vol subsonique ;
  • d'utiliser des données expérimentales de soufflerie aérodynamique.

Compétences visées

Dimensionner une voilure d'avion en régime subsonique dans un contexte de bureau d'étude.

Mots-clés

Contenu

Cet enseignement est organisé en huit séquences pédagogiques dont les intitulés et objectifs d'apprentissage sont détaillés ci-après. Chaque séquence listée comprend des éléments de cours à étudier et/ou des travaux dirigés et/ou un projet (analyse de données, résolution numérique, étude de cas)

Séquence 1/ Principes fondamentaux :
  • Anticiper les effets de certaines propriétés des fluides (compressibilité, viscosité) sur les performances aérodynamiques ;
  • Utiliser la notion de similitude pour exploiter des données expérimentales ;
  • Calculer les efforts aérodynamiques autour d'obstacles à l'aide des coefficients aérodynamiques.
Séquence 2/ Simplifier la physique :
  • Formuler la théorie potentielle en faisant l'hypothèse d'un écoulement incompressible, non visqueux et irrotationnel ;
  • Identifier les écoulements potentiels élémentaires ;
  • Appliquer la méthode des superpositions pour reconstruire des écoulements autour d'obstacles ;
  • Calculer les pressions aérodynamiques autour d'objets.
Séquence 3/ Théorie de l'aile mince en 2D :
  • Formuler la théorie potentielle de l'aile mince en 2D;
  • Formuler la variation des coefficients aérodynamiques en fonction de l'incidence ;
  • Utiliser la méthode des panneaux pour calculer le chargement aérodynamique autour de géométries planes ;
Séquence 4/ L'aile d’envergure finie : effets des tourbillons marginaux :
  • Formuler la théorie de l'aile d'envergure finie pour prendre en compte les effets de bout d'aile ;
  • Utiliser la théorie de la ligne portante de Prandtl pour prendre en compte l'allongement et la forme de l'aile sur les performances aérodynamiques ;
Séquence 5 (Projet) / Prise en compte de la couche limite :
  • Prendre en compte la couche limite dans les performances aérodynamiques ;
  • Utiliser le logiciel de simulation XFLR5-Xfoil afin d'appliquer la méthode d'interaction visqueux/non visqueux
Séquence 6/ Effets de compressibilité :
  • Intégrer des corrections de compressibilité en condition de vols subsoniques « rapides ».
Séquence 7 (Projet)/ Repousser le décrochage, augmenter la portance :
  • Décrire les mécanismes propres aux dispositifs hypersustentateurs,
  • Analyse de données souffleries
Séquence 8 (projet) / Les enjeux aérodynamiques de l’aviation décarbonée :
  • Identifier les nouvelles contraintes et opportunités aérodynamiques de l’avion bas carbone.
  • Calculer les performances aérodynamiques de quelques projets de rupture
Travaux Pratiques
La formation est complétée par une séance de travaux pratiques en soufflerie (une version dématérialisée de cette séance est également disponible).
Vous trouverez des informations complémentaires sur nos formations à l'adresse : https://mecanique-materiaux.cnam.fr/

Modalité d'évaluation

  • Projet(s)
  • Examen final

Bibliographie

  • E.L. HOUGHTON, PW. CARPENTIER : Aerodynamics for Engineering Students (Arnold, 1993)
  • KUETHE, CHUEN-YEN CHOW : Fondations of Aerodynamics (Wiley, 1997).
  • J.D. ANDERSON : Fundamentals of aerodynamics (McGraw Hill, 2010)
  • H. ABBOTT, A.E. VON DOENHOFF : Theory of wing sections (Dovers, 1959).

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants

Contact

EPN04 Ingénierie mécanique et matériaux
2 rue Conté 31.0.47
75003 PARIS 03
Tel :01 58 80 84 37
Habsatou DIA
Voir le site

Voir le calendrier, le tarif, les conditions d'accessibilité et les modalités d'inscription dans le(s) centre(s) d'enseignement qui propose(nt) cette formation.

UE

    • Paris
      • Centre Cnam Paris
        • 2024-2025 1er semestre : Formation ouverte et à distance (FOAD)
        • 2026-2027 1er semestre : Formation ouverte et à distance (FOAD)
        Comment est organisée cette formation ?
        2024-2025 1er semestre : Formation ouverte et à distance

        Dates importantes

        • Période des séances du 16/09/2024 au 18/01/2025
        • Période d'inscription : du 10/06/2024 à 10:00 au 18/10/2024 à 23:59
        • Date de 1ère session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF
        • Date de 2ème session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF

        Précision sur la modalité pédagogique

        • Une formation ouverte et à distance (FOAD) est une formation dispensée 100% à distance, qui peut être suivie librement, à son rythme.
        • Regroupements physiques facultatifs : Aucun

        Organisation du déploiement de l'unité

        • Nombre d'heures d'enseignement par élève : 60
        • Délai maximum de réponse à une solicitation : sous 96 heures (Jours ouvrés)

        Modes d'animation de la formation

        • Forum
        • Visioconférence
        • Outils numériques de travail collaboratif
        • Organisation d'une séance de démarrage
        • Evaluation de la satisfaction
        • Hot line technique
        • Tablolum

        Ressources mises à disposition sur l'Espace Numérique de Formation

        • Documents de cours
        • Enregistrement de cours
        • Documents d'exercices, études de cas ou autres activités pédagogiques
        • Outils spécifiques (exerciseur, simulateurs, etc)
        • Bibliographie et Webographie
        • Tablolum

        Activités "jalons" de progression pédagogique prévues sans notation obligatoire à rendre ou en auto-évaluation

        • 10 exercices

        Modalité de contrôle de l'acquisition des compétences et des connaissances (validation de l'UE)

        • Examens présentiels dans un centre habilité
        • Projet(s) individuel(s)