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Licence Sciences, Technologies, Santé
MENTION MÉCANIQUE

Hydrodynamique, aérodynamique et mécanique du vol (2A108)

Descriptif de l'Unité

Volumes horaires globaux : CM : 24h, TD : 24h et TP/Projet : 12h

Nombre de crédits : 6 ECTS

Parcours et Période : Complémentaire Mécanique : S4

Objectifs de l'Unité d'Enseignement

L'enseignement optionnel proposé ici a pour objectif de mettre en application les connaissances vues en tronc commun dans l'UE « Statique et Dynamique des fluides ». Afin d'illustrer les lois de la mécanique des fluides, nous nous baserons sur des exemples pris dans les domaines appliqués de l'hydrodynamique navale et de l'aérodynamique. Les notions de la mécanique du vol seront aussi abordées. Les cours et les travaux dirigés seront suivis d'un projet dans lequel les étudiants devront mettre en pratique les notions acquises et être capables de répondre, dans une approche ingénierie, à des questions simples de conception (avion, voiture, voilier) que l'on se pose chaque fois qu'un corps solide se déplace dans un fluide afin de déterminer les formes optimales à donner au véhicule.

Contenu de l’Unité d’Enseignement

  • Hydrodynamique navale : flottabilité et stabilité des navires.
  • Physique du voilier : bilan des forces, portance, traînée, polaire.
  • Propulsion navale : application du théorème des efforts globaux.
  • Analyse dimensionnelle et similitude, nombres sans dimension.
  • Phénomène de circulation et de portance, effet Magnus, paradoxe de d'Alembert.
  • Aérodynamique des profils d'ailes : analogie profil-tuyère, effets de la couche limite visqueuse, effet Coanda, condition de Kutta-Jukowski, décrochage, effets tridimensionnels, hyper-sustentation
  • Application à l'aéronautique et la mécanique du vol (avions légers, hélicoptères...) : variations du facteur de charge, régimes du vol, performances

Travaux pratiques :

  • TP (4 h) : Manipulation du logiciel XFOIL en vue de son utilisation dans le projet
  • Projet (8 h) : Dimensionnement d'une voile, d'une maquette ou d'un prototype d'avion et de planeur. Analyse de l'aérodynamique de l'écoulement autour du profil, des régimes du vol et des performances.

Pré-requis

Analyse vectorielle et intégrales multiples

Références bibliographiques

  • Le cours des Glénans (Chapitre : Quelques notions théoriques) – Seuil
  • R. GARRETT : The symmetry of Sailing - Sheridan House
  • P. REBUFFET : Aérodynamique expérimentale - Béranger Dunod
  • S. BONNET, J. VERRIERES : Mécanique du vol de l'avion léger - Cepadues

Compétences développées dans l’unité

Approfondissement des lois de la mécanique des fluides (du parfait au visqueux). Maitrise de nouveaux outils pour la résolution de problèmes utilisant l'analyse dimensionnelle et la similitude. Exploration de nouveaux domaines tels que l'hydrodynamique navale, l'aérodynamique des voiles et des avions.

La fiche UE est disponible ici.

Tony Valier-Brasier - 20/11/15

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