Heliciel propose une organisation des phases de conception de l helice permettant une souplesse de conception ergonomique.

Les différentes phases de la conception d'une hélice peuvent êtres définies ainsi:

• La définition du problème (Données du projet)consiste principalement à rassembler les données nécessaires à la définition du point de fonctionnement de l'hélice. L'objectif de notre hélice sera, suivant le projet, de capter l'énergie d' un courant de fluide pour la transformer en puissance sur l'arbre d'hélice, ou bien de transformer la puissance de l'arbre d'hélice (énergie du moteur) en poussée sur un courant de fluide. Le fluide en question pourra etre un liquide comme l'eau ou un gaz comme l'air.

• Le dessin de la géométrie. La géométrie de l'aile ou de l'hélice et de ses pales est effectué en utilisant des modèles connu et des hypotheses de conception. Par exemple, notre hypothese de conception peut etre:Longueur de pale maximum(diminution des pertes de bout de pale), epaisseur minimum (performances du profil de la pale),Volume de matiere minimum (réduction du poids, coût et frottements) ,Formes simple (facilité de fabrication) ..

• L'analyse et l'optimisation de la géométrie sont liées au dessin de le géométrie dans une boucle interactive permettant d'affiner et d'optimiser la géométrie dans le respect de la définition du problème. La méthode de conception doit être assez souple pour permettre tout de même une redéfinition du problème en cas d'infaisabilité et d'incompatibilité de certains paramètres...

• L'évaluation des performances se fait par l'expérimentation de prototypes ou de modèles. Mais avant de construire réellement l'hélice nous allons la tester virtuellement par la méthode des éléments de pale. Ensuite, de nouvelles définitions du problème, analyses , optimisations et géométries peuvent être envisagées. Ainsi nous concevons une géometrie, verifions sa résistance et testons ses performances jusqu 'à satisfaction.

Dans le logiciel de calcul helice et aile heliciel, des onglets, et un arbre de progression, mettent en évidence cette organisation de conception, mais permettent aussi de naviguer librement entre les différentes phases de réalisation de l'hélice ou de l'aile.

 

1:Données du projet:

1.1:Éditeur de fluide: Pour commencer nous sélectionnons le fluide ambiant et sa température en utilisant l' éditeur de fluide.

Environ 120 gaz ou liquides et leur données de viscosité et masse volumique en fonction de la température sont directement utilisables. Pour l'air l' altitude sera demandée pour ajuster la masse volumique en fonction de la pression.

1.2:Choix du type d' étude et objectif: Nous continuons en sélectionnant l' objectif de notre hélice ou aile

4 types d' études et d' objectifs sont réalisables avec Héliciel:

1. Hélices propulsives( hélices de bateaux, hélices d'avions, hélices d'hélicopteres...)
2. Hélices de pression en fonction d'un débit (Hélices de ventilation ,Hélices de pompe axiales...)
3. Hélices de captage d'énergie (Aéromoteurs, éoliennes, hydroliennes, turbine axiales Kaplan...)
4. Ailes, foils , carenes(Ailes, ailerons, foils, hydrofoils, voiles, dérives, gouvernails, safrans...)

1.3:Point de fonctionnement:

C'est ici que vous entrez les données de fonctionnement.La vitesse du fluide(ou du véhicule) et la vitesse de rotation souhaitée (si vous la connaissez, sinon une vitesse optimum sera proposée).

 

2 La géométrie de la pale ou de l'aile:

2.1:Dimensions de la pale:

Dans l' onglet dimensions pale , une série de curseurs permet de modeler la forme de votre pale ou aile dans toutes ses dimensions. (voir distribution cordes et distribution epaisseur)

 

2.2:Loi de sélection automatique des profils dans la base de données

Héliciel utilise sa base de données de performances de profils pour choisir les profils optimum correspondant aux conditions de fonctionnement et a la géométrie de votre pale ou aile.

Deux lois de sélections de profils de pale ou d' aile sont à votre disposition:

• A: loi de profils constants: Heliciel applique la forme de profil que vous avez sélectionné, tout le long de la pale. L'épaisseur de la pale est lié à la corde (largeur) de la pale. Cette loi de sélection est la plus simple et est fortement conseillée aux utilisateurs débutants.
• B: Loi de profil par l'epaisseur: Cette loi de profil vous permet de choisir l' évolution de l'épaisseur le long de la pale, les profils seront donc de formes différentes. Héliciel recherche et sélectionne les profils de performances optimum correspondant au mieux à l'épaisseur désirée .Cette loi de profil demande un peu plus d' expérience car elle implique souvent des discontinuités de formes et d'incidences qu'il faudra gérer grâce à des fonctions de lissage d'incidences et de forçages de forme de profils..

 

2.3: Option géométriques avancées:

(Les fonctions avancées sont facultatives et le débutant peut les ignorer)

Il est possible de déterminer la matière et la structure de construction de la pale ou de l'aile.Ces paramètres sont pris en compte pour le calcul de résistance des éléments de la pale et vous permettent de choisir votre mode et matière de construction.

Structure et matière de la pale(fonction de géométrie avancée):

La pale ou l'aile peut être de structure :

• nervurée de 1,2,3,ou 4 longerons
• pleine
• coque
• armature tube rond
• armature tube carré

Un éditeur de matière permet le parametrage automatique des données de résistance. Vous pouvez enregistrer et ajouter d'autre matières dont vous connaissez les caractéristiques mécaniques.

Forme génératrice:(fonction de géométrie de pale avancée):

Cette autre fonction de géométrie de pale avancée permet de modifier la génératrice d'alignement des profils de pale d'hélice. Cette option permet de générer des modèles 3D de formes complexes.

La courbure de génératrice de pales n' est pas prise en compte dans les calculs de performances et de résistance. Dans Héliciel, les pales à génératrices droite ou courbes auront les mêmes résistances et performances, alors que dans la réalité la courbure de pale influe sur ces paramètres.

3:Optimiser.

L' onglet"Optimiser" comporte des fonctions de recherche de vitesse de rotation optimum. Le nombre de pale peut être modifié et testé. L'influence du nombre de pales sur la vitesse de rotation offrant le meilleur rendement est ainsi mise en évidence.

Pour une description plus détaillée des fonctions d 'HELICIEL:Heliciel à la loupe!

Pour le didacticiels et vidéos: Didacticiels HELICIEL