Projet Mécanique des fluides : Les foils

Projet Mécanique des Projet Mécanique des fluides :fluides :

Les foilsLes foils

Bertrand Joly – Yoann Le Fur – Quentin Houéry – Pierre Chauvet – Thomas Horel

ESTIA 2008

Joly - Le Fur - Houéry - CJoly - Le Fur - Houéry - Chauvet - Horelhauvet - Horel

Les foilsLes foils 22

IntroductionIntroduction

• Choix du sujet d’étudeChoix du sujet d’étude

• Intérêt de ce sujet dans le cadre du Intérêt de ce sujet dans le cadre du cours de mécanique des fluides cours de mécanique des fluides

• Plan : - description du produitPlan : - description du produit

- comportementcomportement

- dimensionnementdimensionnement

- conclusionconclusion



Description du produitDescription du produit

FoilFoil = surface portante comparable = surface portante comparable à une aile d’avion équipant un engin à une aile d’avion équipant un engin circulant sur l’eau (voilier, bateau à circulant sur l’eau (voilier, bateau à moteur, surf, windsurf…)moteur, surf, windsurf…)




ButBut : réduire la : réduire la surface en contact surface en contact avec l’eau en avec l’eau en réduisant la partie réduisant la partie immergée limitant immergée limitant ainsi les ainsi les frottements de frottements de l’eau sur celle-ci.l’eau sur celle-ci.




DifférentsDifférents types types de foils :de foils :

en en TT

en en VV

(Multicoques seulement)

asymétriquasymétriquee

symétriqusymétriqueeVue de face Vue de profil

TraversanTraversantt

(Moteurs seulement)



ComportementComportement

• Les foils sont Les foils sont bombésbombés et légèrement et légèrement inclinésinclinés par rapport à la direction par rapport à la direction d’écoulement de l’eau.d’écoulement de l’eau.

• 2 2 cheminschemins sont possibles pour les sont possibles pour les filetsfilets d’eaud’eau : :

Extrados

Intrados

Coupe d’un foilEcouleme

ntBord d’attaque Bord de

fuite




• ExtradosExtrados : chemin plus long -> la : chemin plus long -> la vitesse est donc plus importante -> vitesse est donc plus importante -> dépressiondépression

• IntradosIntrados: chemin plus court -> la : chemin plus court -> la vitesse est donc moins importante -> vitesse est donc moins importante -> surpressionsurpression Dépressio

n

Surpression

Coupe d’un foilEcouleme

nt




• Il résulte de cette différence de Il résulte de cette différence de pression une force résultante : pression une force résultante : la la portanceportance, qui permet de réduire la , qui permet de réduire la partie immergée.partie immergée.

• La La traînéetraînée est due à la viscosité du est due à la viscosité du fluide qui engendre des frottements.fluide qui engendre des frottements.

Bord d’attaque Bord de

fuite

Ecoulement

Coupe d’un foil

Portance

Trainée




Limite du foil :Limite du foil : lala cavitation cavitation

• Forte dépression sur l’extrados Forte dépression sur l’extrados => ébullition de l’eau => ébullition de l’eau =>=> vaporisation : vaporisation :

dépression dépression << pression de vapeur pression de vapeur saturante ( saturante (0.0175 0.0175

bar à 20°C)bar à 20°C)

• Vaporisation de l’airVaporisation de l’air => poches, bulles d’air => poches, bulles d’air =>conséquences néfastes sur le bateau : chute de =>conséquences néfastes sur le bateau : chute de

la portance, usure assez accélérée des matériaux, la portance, usure assez accélérée des matériaux, vibrations et bruit.vibrations et bruit.



DimensionnementDimensionnement

Expression de la portance :Expression de la portance :

Angle d’inclinaison du foil :Angle d’inclinaison du foil :

)²(cos².

²..²..

L

SVRFp

SVR

gML

²..²..

.².

)²(cos



Applications numériquesApplications numériquesangleangle vitessevitesse surfacesurface

A.N. 1A.N. 1 69,8°69,8° 10 m/s10 m/s 1272 cm²1272 cm²

A.N.2A.N.2 10°10° 73,3 m/s73,3 m/s 1272 cm²1272 cm²

A.N.3A.N.3 10°10° 10 m/s10 m/s 5,25 m²5,25 m²

A.N.4A.N.4 30°30° 10 m/s10 m/s 1,9 m²1,9 m²

A.N.5A.N.5 30°30° 37,2 m/s37,2 m/s 1272 cm²1272 cm²



ConclusionConclusion

• Calculs => Modèle inenvisageableCalculs => Modèle inenvisageable

• Géométrie du foil à reconcevoir :Géométrie du foil à reconcevoir :– foil asymétriquefoil asymétrique– foil en Vfoil en V– … …

Documents

Projet Mécanique des fluides : Les foils