Numéro : 2717 - Année : 2017
De la problématique du dimensionnement de grands "kites"
Antoine MAISON, Alain Nême, Jean-Baptiste Leroux, ENSTA Bretagne, FRE CNRS 3744, IRDL, (Brest- France)
Le projet beyond the sea® mené par Yves Parlier consiste en l’utilisation de la traction par cerf-volant comme propulsion auxiliaire pour les navires professionnels. Ces cerfs-volants à boudins, de type aile de kitesurf, présenteront des surfaces allant jusqu’à plus de mille mètres carrés. Comme les cerfs-volants utilisés ici seront sujets à de grandes déformations, qui sont elles-mêmes directement liées à la géométrie du kite via le chargement aérodynamique, il est nécessaire de prendre en compte les effets d’Interaction Fluide-Structure (IFS) pour leur dimensionnement.
La présente étude propose une méthode de calcul adaptée à ces structures membranaires maintenues en forme par des boudins gonflés et basée sur un progiciel développé à l’ENSTA Bretagne. En couplant une méthode de ligne portante tridimensionnelle avec un code de calcul par éléments finis, le progiciel peut prédire la distribution de chargements ainsi que les déformations engendrées par un cas de vol donné. Le code de ligne portante a été validé par comparaisons avec un second code de ligne portante et un code de calcul RANSE. Les distributions de contraintes obtenues donnent de précieuses informations sur les zones du cerf-volant qui nécessiteraient d’être renforcées, ou au contraire allégées. Un post-traitement est également effectué afin d’analyser les situations de flambement des boudins. Enfin, cette méthode permet d’étudier l’impact de la configuration du bridage sur la forme du cerf-volant en vol, ainsi que les tensions dans les différents éléments du bridage.
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