Modelisation couche limite et pressions sur pales helice ou aile
utiliser la base de données de profils aérodynamique hydrodynamique
Classement et sélection profils Gestion base de données Forçage d'un profil Recherche de profils Création modification profils Calcul polaires Correction bord de fuite Courbes pression Couche limite

 

Classement et sélection des profils
Les données de profils pour chaque nombre de Reynolds sont stockées dans une table de tri.
En sélectionnant une ligne, vous affichez, les graphiques de performances du profil au nombre de Reynolds sélectionné et la forme du profil. (pour en savoir plus sur les Cz, finesse polaires et performances...)

selection profils pale aile

La table de tri vous permet de ranger les profils suivant le critère de la colonne sélectionnée. Par exemple, si vous désirez classer les profils par finesse, cliquez sur la colonne "finesse"...

 

Forçage d'un profil: Pour imposer à HELICIEL l'utilisation d'un profil de votre choix au niveau d'un élément, il est possible de forcer le profil pour l' élément sélectionné dans le modèle 3D . HELICIEL utilisera d' office ce profil pour l' élément.

appliquer loi de profils

 

Gestion base de données:

 

HELICIEL utilise la base de données chargée pour choisir les profils de votre aile ou pale d'hélice. Si vous désirez que HELICIEL utilise une catégorie de profils (intrados plats, symétriques, NACA...) plutôt qu 'une autre, il vous suffit de charger une autre base de données ne contenant que les formes désirées.
Dans le menu 'gestion fichier base données' de l' interactive data base de HELICIEL,sélectionnez 'utiliser une autre base de données de profils' et sélectionnez la base télé chargée.

charger base donnees profil hydrodynamique ou aerodynamiques

Si la base de données chargée ne contient pas le profil par défaut du projet, un message d' avertissement :message de la base de données profils

vous signale que le profil par défaut de votre projet à été changé.

Vous pouvez additionner 2 bases de données et ainsi agrandir la base en cour avec les données d'une autre base.La base en cour peut ensuite être enregistrée pour être chargée dans un futur projet..

 

Remarque sur la vitesse de calcul: En mode épaisseur imposée, heliciel recherche dans la base de données le profil dont l'épaisseur est la plus proche de celle demandée. Cette recherche prend en temps proportionnel au nombre de profils présents dans la base de données.Il est donc conseillé de travailler avec de petites bases de données.
L' interactive data base d'HELICIEL est l' endroit ou héliciel collecte les performance et choisit les profils.
La base de données en cours est modifiable, ceci permet entre autre, d' affiner le contrôle des choix de profils en mode "Loi de profils par épaisseur". Pour cela il est utile de pouvoir sélectionner des listes de profils dans la base de données, suivant les critères de votre choix et de créer des bases de données "dérivées" contenant votre sélection de profil. Si vous enregistrez votre base de données "dérivée" vous pourrez l' utiliser plus tard et ne pas avoir à refaire de sélection et de tri de profils. Ainsi au fil de votre projet vous affinerez votre base de données préférée et vos pales d'hélices ou vos ailes seront automatiquement construites avec vos profils préférés!
L' onglet de recherche est donc un outil vous permettant de rapidement sélectionner et créer des bases de données de profils "sur mesure".
Un petit schéma explicatif des fonctions de l' onglet de recherche est donc précieux:

Ces fonctions permettent de modifier créer et transformer votre base de donnée à volonté. Mais il se peut que vous désiriez aller plus loin dans la liberté de création de profils:
Création et modification de profils
L' onglet création de profils vous offre toute liberté de création ...à condition que les formes restent aérodynamique ou hydrodynamiques.Cet onglet vous permet de créer,transformer,charger,calculer les polaires par pilotage Xfoil...et utiliser votre création comme profil de pale d'hélice ou d'aile.

creation profil aerodynamique hydrodynamique

  1. Création de la forme de profil:
vous disposez de 3 moyens pour créer rapidement la forme de base ou définitive de votre profil autre que la forme de profil sélectionnée dans la base de données( Vous disposez donc de 4 moyens de création de forme de départ)
  • A: Un éditeur NACA 4 digits vous permet de dessiner votre profil par pilotage de l' équation NACA
  • B: En sélectionnant 2 profil dans la table de base de données(Cliquer sur un ligne de la table dans l' onglet base de données et puis en maintenant la touche Ctrl, cliquez sur une ligne d'un autre profil)

profil de pale moyen

Cliquez sur oui et ensuite cliquez sur le bouton B pour fusionner les formes des 2 profils sélectionnés
  • C: Vous pouvez importer la géométrie sous forme de fichier .DAT(Fichiers de coordonnées de profils normalisé) Le contour du profil est donné par des lignes de coordonnées avec x et y sur 2 colonnes. La première ligne doit donner le point 1 en x et 0 en y. (bord de fuite) ensuite chaque lignes donne les coordonnées en allant jusqu'au point de coordonnée x =0 , en passant par l'extrados, et revenir jusqu'au point 1.0 en passant par l'intrados. La premiere ligne du fichier commence par le nom du profil ensuite les lignes suivantes sont les coordonnées.
2. modification de la forme: La forme du profil édité dans la zone graphique peut être transformée de 4 manières:

profil arodynamique hydrodynamique de pale helice

  • A: curseur de variation d' épaisseur de profil .Glisser le curseur pour ajuster l'épaisseur(transféré dans la fenêtre de traçage depuis la version 9.00.8)
  • B: Aplatir l'intrados du profil(transféré dans la fenêtre de traçage depuis la version 9.00.8)
  • C:Lisser le profil(transféré dans la fenêtre de traçage depuis la version 9.00.8) .
  • D:Utiliser l' interface de Traçage et correction des profils aérodynamiques ou hydrodynamiques

.

Présentation de l' Interface "fenêtre de traçage manuel" et correction des profils aérodynamiques ou hydrodynamiques incluse dans l' interactive data base:

dessin de profils hydrodynamiques aerodynamiques

Divers outils de symétrie, inversion, lissage, modification épaisseur sont a votre disposition pour une création rapide et précise de vos profils sur mesures. Il vous suffira de lancer la procédure de calcul des polaires pour ajouter vos profils a votre base de données de performances. Vous pouvez aussi enregistrer votre dessin au format .dat.:

 

fenetre de traçage et correction des profils

les points peuvent être déplacés par glissement de la souris ou avec les flèches clavier pour une précision maximum

tracage de profil aérodynamique

Vous pouvez ajouter ou supprimer des points en cliquant avec le bouton droit.
Cette interface de correction ou création de profils, est très utile pour préparer les fichiers de coordonnées téléchargées sur le net (par exemple sur le site http://www.ae.illinois.edu/m-selig/ads/coord_database.html) au calculs des polaires des profils que vous désirez utiliser pour vos projets Heliciel Depuis la version 9.0.0.21 (septembre 2011), un onglet "parametres Xfoil" permet de controler la methode de Panneling Xfoil.

La methode de panneling de Xfoil est executée avant chaque calcul de polaires, mais elle peut aussi etre executée depuis l'interface de traçage pour corriger un profil:
Le panneling Xfoil permet de gerer la distribution et répartition des points composant le profil de maniere a ce que les angles entre les pans du profil soient minimum.

avant panneling

Le panneling permet une meilleur convergence des calculs Xfoil, mais aussi un lissage élaboré du profil.

apres panneling

3.Calcul des polaires
L' interactive data base d'HELICIEL comprend le pilotage de XFOIL.Ceci Permet d'injecter directement la géométrie de votre dessin de profil pour le calcul de ses polaires sur une plage de nombre de Reynolds et aux angles d'incidences usuels. Héliciel lance Xfoil et enregistre les résultats sous formes de polaires directement dans votre base de données en cour.
Le calcul des polaires d'un profil peut prendre jusqu'à 20 minutes pour les cas difficiles! Prévoyez de ne pas avoir à utiliser votre Pc avant de lancer un calcul car l' interruption de calcul des polaires est possible mais votre base de données sera dans un état incertain. Le rechargement de la base de données de début de session est donc fortement conseillé en cas d' arrêt de calcul de polaires avant finalisation!
La procédure de pilotage de xfoil mérite d' être détaillée:
Heliciel lance xfoil et injecte la géométrie du profil que vous avez crée. ATTENTION si votre profil a des formes trop éloignées d'un profil aérodynamique XFOIL ne pourra pas le calculer! Xfoil ne converge pas toujours, ce qui le rend un peu délicat d'utilisation, lorsque le calcul d'un angle donné à un Reynolds donné ne converge pas , Héliciel modifie légèrement le Reynolds ou l' angle(0.1°) pour tenter la convergence. Cette procédure automatisée de tentative de convergence permet d' obtenir beaucoup plus de réussites pour les profils"difficiles". Apres calcul des tranches de polaires entre l' incidence nulle et le décrochage, Héliciel extrapole les performances sur 360 degrés par ajout des performances de plaques planes ou par symétrie si le profil est détecté comme symétrique. Un contrôle et correction des données incohérentes est faite pour éviter de stocker dans votre base des données erronées.
IMPORTANT: Xfoil calcul mieux les performances des profils terminant en pointe(aéro/hydrodynamique)!
Certains profils téléchargeables sur le net ont des défauts de bords de fuite mal effilés, arrondis ou carrés.
Avant de lancer Ce calcul, vérifiez que le bord de fuite est bien effilé! sinon xfoil aura du mal a converger et ne trouvera pas toutes les polaires

Exemple de correction de profil avec un bord de fuite mal effilé ou arrondis:

Si vous tentez, par exemple, le calcul des performances de ce profil (sg6050), dont vous avez importé les coordonnées sous forme de fichier ".dat", depuis l' excellent et précieux site http://www.ae.illinois.edu/m-selig/ads/coord_database.html , Xfoil ne convergera que sur un ou deux nombre de reynolds...et vos données calculées ne seront pas très utiles. Pourtant le profil semble correct au premier abord! Cliquez sur la fenêtre de traçage manuel' pour éditer votre forme de profil et observez le bord de fuite en détail:

Le bord de fuite comporte de nombreux points formant un arrondi ou carré, et ceci empêche la convergence des calculs de performances avec Xfoil! Le bord de fuite doit former une pointe sans épaisseur! L' interface de traçage permet de corriger ce défaut très rapidement:
  1. Supprimez les trop nombreux points formant l' arrondis autour du bord de fuite par click droit sur le point
  2. pour que le bord de fuite termine bien en pointe comme ceci:
  3. Assurez vous que la forme générale reste correcte en déplaçant si nécessaire les points mal placés
    Cette correction du bord de fuite de profils améliorera considérablement la convergence Xfoil et toutes vos polaires pourrons êtres calculées!
  4. Il ne vous reste plus qu 'à enregistrer le profil et ses données de performances dans votre base, et ne pas oublier d' enregistrer votre nouvelle base de données ainsi modifiée, pour pouvoir l' utiliser à volonté dans le futur.

Selection base de données de profils aérodynamiques

Édition de courbes de pression (Cp) d'un profil au nombre de reynolds et a l'angle d'incidence spécifié:
La répartition des pressions autour d'un profil nous renseigne sur le risque de cavitation, l' équilibre des forces autour du profils et offre une vue globale permettant de deviner le comportement aux angles d'incidences et au Reynolds sélectionnés. L'edition de courbe de Cp est une fonction de Xfoil qu'il est simple de lancer depuis l' interactive data base en sélectionnant une ligne dans la liste des profils et en cliquant sur "Éditer courbe Cp": selection du profil aerodynamique ou hydrodynamique pour l'édition de courbe de pression Xfoil recalcule les pressions avec les parametres de l'onglet "parametres Xfoils". Votre courbe de pression s' affiche et peut ensuite être enregistrée

courbe de pression du bord d'attaque au bord de fuite de l'intrados et de l'extrados

Les pressions pourrons etre affichées sur le model 3D sous code couleur:profil non cavitant

la couche limite peut etre calculée:

 

Ce qui donne la couche limite sous forme graphique:

la couche limite et les pressions sur la pale peuvent etre éditées et visualisées dans l'onglet du modele 3D:editer couche limite et pression couleurs 3D

profil non cavitant