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AERO0001-1

Aérodynamique

Durée :30h Th, 30h Pr
ECTS :
2e épreuve ingénieur civil physicien6
Titulaire(s) :Jean‑André Essers
Aperçu général :ce cours présente les aspects les plus fondamentaux de l'aérodynamique des basses vitesses (fluide incompressible) et des hautes vitesses.
  • Ecoulements potentiels incompressibles autour de profils portants : loi de Kutta-Joukowsky. Portance et polaire. Foyer aérodynamique et couple de tangage. Etablissement transitoire de la circulation. Calcul d'un profil par transformation conforme. Familles de profils. Méthode numérique des singularités généralisée aux écoulements compressibles subsoniques.
  • Couches limites en écoulements incompressibles. Equations de couches laminaires. Profils auto-semblables et solutions exactes (Blasius, Falkner-Skan). Calcul par méthodes intégrales (Von Karman, Pohlhausen). Stabilité et transition. Facteurs influençant la transition, le décollement de couches limites et le décrochage des profils. Généralisation aux couches limites compressibles. Analogie de Reynolds. Echauffement cinétique en aérodynamique des hautes vitesses. Nombre de Stanton. Température de récupération. Couches limites de Crocco pour un nombre de Prandtl unitaire. Transformation de Howarth-Dorodnitsyn.
  • Calcul de voilures portantes. Modélisation de la nappe tourbillonnaire et traînée induite. Aile optimale. Voilures de grand allongement (ligne portante), équation de Prandtl-Lanchester.
  • Calcul de corps minces par une théorie de petites perturbations : régimes subsonique et supersonique linéarisés, régime transsonique. Méthode de Prandtl-Glauert pour le calcul d'ailes en régime subsonique. Méthode simplifiée des caractéristiques en régime supersonique linéarisé et calcul de profils par la méthode de Ackerett. Profil optimal. Ailes en flèche.
  • Calcul d'écoulements potentiels supersoniques par la méthode du réseau de caractéristiques. Calcul de l'écoulement supersonique autour de profils d'ailes : méthode des chocs et détentes, approximation isentropique, méthode de Busemann.
Objectif du cours :Etude analytique ou numérique d'écoulements de gaz autour de corps ; calcul des forces et couples aérodynamiques. Application au calcul d'ailes d'avion.
Pré-requis :
  • Notions sur les fonctions d'une variable complexe, notamment théorème des résidus et développements en série de Laurent, et sur les transformations conformes enseignées dans le cours MATH007-0 Analyse mathématique II - N...
  • Cours MECA025-0 Mécanique des fluides - Prof. ESSERS
Travaux pratiques :Ceux-ci sont organisés dans le courant du 2ème semestre. Ils sont constitués de séances d'exercices (pendant les 8 premières semaines) et de travaux par groupes de trois ou quatre étudiants. Ces travaux consistent en une séance de laboratoire en soufflerie aérodynamique et en l'écriture d'un programme de calcul d'ailes par la méthode de la ligne portante. On notera que l'étudiant prenant une inscription comme cours isolé doit obligatoirement réaliser tous les travaux (laboratoire en soufflerie et programme de calcul). La même remarque est applicable à un étudiant qui présenterait l'examen en septembre et n'aurait pas réalisé tous les travaux pendant l'année. Une journée est consacrée à la visite d'un centre de recherche de haut niveau en mécanique des fluides (Institut von KARMAN à Rhode-Saint-Genèse).
Organisation :pendant les 8 premières semaines du 2ème semestre, conformément à l'horaire.
Notes de cours :ensemble constitué d'extraits de divers livres (photocopies) couvrant la totalité de la matière; on peut se les procurer au service du Prof. ESSERS.
Evaluation :Examen oral de théorie : 50 % - examen écrit d'exercices : 30 % - travaux par groupes : 20 % (à partir de la cotation des rapports et éventuellement d'une défense orale). Les examens écrits et oraux ont lieu pendant les sessions de juin et de septembre.
Contacts :Enseignant : Prof. J.A. ESSERS - Tél.04/366.93.59 -
e-mail : JA.Essers@ulg.ac.be
Assistant : M. Philippe WAUTELET - Tél.04/366.94.91-
e-mail : P.Wautelet@ulg.ac.be
Secrétariat : Mme LEROY (les lundis et vendredis) - Tél. 366.91.36




ULg : Administration de l'Enseignement et des Etudiants - Affaires Académiques
Responsable de l'information : Monique Marcourt, directrice A.E.E.
Date de validité des données : 23/01/2004
Réalisation SEGI