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Aérodynamique de l'aile

Code UE : AER108-PAR

  • 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

L'avis des auditeurs

Les dernières réponses à l'enquête d'appréciation pour cet enseignement :

Objectifs pédagogiques

À l'issue de ce cours, vous serez capable :
d'analyser les écoulements et leurs actions mécaniques autour d’une surface portante ;
de calculer les performances aérodynamiques d’une voilure fixe ou tournante;
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.
Réaliser un prédimensionnement aérodynamique d’hélice ou de rotor pour des applications aéronautiques ou éoliennes.

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 du fluide (compressibilité, viscosité) sur les performances aérodynamiques ;
  • Utiliser la notion de similitude pour exploiter des données expérimentales ;
  • Calculer les efforts aérodynamiques à l'aide des coefficients adimensionnés.
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 de formes génériques.
Séquence 3/ Théorie de l'aile mince en 2D :
  • Formuler la théorie potentielle de l'aile mince en 2D;
  • 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 (TP)/ Repousser le décrochage, augmenter la portance :
  • Décrire les mécanismes propres aux dispositifs hypersustentateurs;
  • Analyse de données souffleries.
Séquence 8 (projet) / Application aux voilures tournantes :
  • Fonctionnement aérodynamique des hélices, rotors et éoliennes;
  • Méthode de l'élément de pale pour le calcul des performances.
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

Centre(s) d'enseignement proposant cette formation

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

    Dates importantes

    • Période des séances du 14/09/2026 au 16/01/2027
    • Période d'inscription : du 01/06/2026 à 10:00 au 16/10/2026 à 17:30
    • Période de 1ère session d'examen : 01/2027
    • Période de 2ème session d'examen : 04/2027

    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

    • Délai maximum de réponse à une solicitation : sous 96 heures (Jours ouvrés)

    Modes d'animation de la formation

    • Forum
    • Visioconférence
    • Organisation d'une séance de démarrage
    • Evaluation de la satisfaction
    • Hot line technique
    • Regroupements au Tablolum du CNAM

    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)
    • Enregistrements Tablolum

    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)