New methodologies for calculation of flight parameters on reduced scale wings models in wind tunnel

Résumé

Dans le but d'améliorer les qualités de tests en soufflerie ainsi que les outils nécessaires pour réaliser des tests aérodynamiques sur des modèles d'ailes d'avions en soufflerie, des nouvelles méthodologies ont été développées et testées sur des modèles d'ailes originales et déformables. Un concept d'aile déformable consiste à remplacer une partie (inférieure et/ou supérieure) de la peau de l'aile par une autre partie flexible dont sa forme peut être modifiée à l'aide d'un système d'actionnement installé à l'intérieur de l'aile. Le but d'utiliser ce concept est d'améliorer les performances aérodynamiques de l'avion et surtout de réduire sa consommation de carburant. Des analyses numériques et expérimentales ont été effectuées afin de développer et de tester les méthodologies proposées dans cette thèse. Dans l'objectif de contrôler l'étalonnage de la soufflerie Price-Païdoussis de LARCASE, des analyses numériques et expérimentales ont été réalisées. Des calculs par éléments finis ont été faits pour construire une base de données permettant de développer une nouvelle méthodologie hybride d'étalonnage. Cette nouvelle approche a permis de contrôler l'écoulement d'air dans la chambre d'essais de la soufflerie Price-Païdoussis. Pour la détermination rapide des paramètres aérodynamiques, des nouvelles méthodologies hybrides ont été proposées. Ces méthodologies ont été utilisées pour le contrôle des paramètres de vol par la détermination des coefficients de traînée et de portance, de moment de tangage ainsi que de la distribution de pression autour d'un profil d'aile d'avion. Ces coefficients aérodynamiques ont été calculés à partir des conditions d'écoulement connues comme l'angle d'attaque, le nombre de Mach et le nombre de Reynolds. Dans le but de changer la forme de la peau de l’aile, des actionneurs électriques ont été installés à l'intérieur de l'aile pour modifier sa surface supérieure et pour avoir la forme désirée. Cette déformation permet d'obtenir les profiles optimales en fonction de différentes conditions de vol afin de réduire la consommation de carburant de l'avion. Un contrôleur basé sur des réseaux de neurones a été mis en œuvre afin d'obtenir les déplacements souhaités des actionneurs. Un algorithme d'optimisation métaheuristique a été utilisée en hybridation avec des réseaux de neurones ainsi qu'avec une approche machine à vecteurs de support. Leur combinaison a été optimisée et de très bons résultats ont été obtenus dans un temps de calcul réduit. La validation des résultats obtenus par la combinaison de ces techniques a été réalisée à l'aide des données numériques du code XFoil et aussi avec le logiciel de simulation numérique Fluent. Les résultats obtenus à l'aide des méthodologies présentées dans cette thèse ont été aussi validés par des essais expérimentaux dans la soufflerie subsonique Price-Païdoussis.

Date	4 janv. 2017
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ruxandra Botez (Directeur(-trice)) & Thien-My Dao (Codirecteur(-trice))