Base données interactive HELICIEL

Utilisation XFOIL

Télécharger gratuitement des données performances profils à utiliser dans Heliciel

Utiliser L' interactive data base d'Héliciel

 

Lorsque l'on se lance dans la conception d'une hélice ou d'une aile, on se retrouve très vite confronté à la question du choix du profil, ou plutôt, des profils qui donnerons sa forme à notre hélice ou aile.

• Pour choisir un profil aérodynamique ou hydrodynamique, il faut que nous puissions évaluer ses performances dans la situation de fonctionnement qui nous intéresse.

Les frères Wright(1901) ont été les précurseurs, non seulement par leur vol, mais surtout dans leur recherche de la forme optimum de leurs ailes. Pour cela ils construit une soufflerie et ont effectué une série de tests sur des formes de profils exposés à un courant d'air de vitesses variables et on méthodiquement relevé les forces de traînée et de portance observées .Vous trouverez sur le site partenaire mecaflux.com une application illustrant le travail des frères wright et des informations supplémentaires sur les souffleries.

Les tests de profils en soufflerie sont depuis régulièrement utilisé et même si des outils mathématiques et informatiques nous aident, la phase de test en soufflerie reste le test final avant lancement de construction pour de nombreux projets. Les performances sont notées sous forme de coefficients de portance(Cz), de coefficients traînée(Cx) et de coefficients moment (Cm) pour chaque incidence testées.

Les courbes de Cz (Cl en anglais) des profils nous renseignent sur les limites de décrochage :

Les données de Cx et Cz en fonction de l'angle d'incidence sont nommées polaires d' Eiffel. Elles nous donnent de précieuses informations et sont particulièrement utiles pour une analyse rapide du profil. La ligne horizontale tangente donne la portance maximale, la tangente verticale donne la traînée minimum, la tangente passant par l' origine donne la finesse max (Cz/Cx) et le point intersection avec l'axe x donne la portance nulle.

Courbes de Cx Cz(a gauche) et polaire en fonction des angles d'incidence et nombre de Reynolds dans la base de données Heliciel.

Grâce à Reynolds, qui ouvre le chemin de la comparaison des phénomènes entre les différents fluides et les différentes échelles en introduisant le Nombre de Reynolds, nous savons utiliser les performances d'un profil testé dans l'air pour les appliquer à l'eau par exemple. Pour permettre le changement de fluide et d' échelle, les performances des profils testés ne sont donc pas données suivant les vitesses de test, mais suivant leur nombre de Reynolds. Ainsi les bases de données Aérodynamiques sont également valides pour l' hydrodynamique et pour des modèles de tailles différentes.

 

Avoir sous la main les données de performances aérodynamique ou hydrodynamique semble donc essentiel à la réussite du projet. Nous pouvons rechercher ces données dans la littérature, ou les mesurer dans des souffleries sur des modèles. Le temps et les moyens consacrés à cette recherche de données n'est pas négligeable et nous limite dans nos choix de profils. Une solution à ce problème été en partie trouvé par le calcul numérique et des auteurs de programmes de souffleries numériques.

• Interactive data base de données de profils aérodynamiques et hydrodynamiques intégrée à HELICIEL:

Performances d'un profil NACA éditées pour un nombre de Reynolds choisi...dans L' interactive data base d' HELICIEL

Héliciel utilise des données calculées par soufflerie numérique stockées dans une base de données (plus de 2000 heures de calculs automatisé sont disponibles, ci-dessous, au téléchargement gratuit sous forme de données).

• L' interactive data base communique les informations de profils à héliciel d'apres les caractéristiques de géométrie de l'aile ou pale de l'hélice dessinée par l'utilisateur. Une sélection est faite parmi tous les profils de la base de données pour fournir à l 'utilisateur le profil le plus performants (meilleur finesse) correspondant au mieux a la géométrie de pale ou d'aile.

Lors des calculs de vitesses induites, Héliciel consulte la base de données pour actualiser le coefficients de traînées de portance et de moment. L' interactive data base d'Héliciel est interactive car elle communique sans cesse avec le logiciel. L' interface de la base de données comporte un système de pilotage de XFOIL(soufflerie numérique du professeur Mark Drela, MIT) et un éditeur de profil qui permet à l'utilisateur de dessiner un profil et de calculer ses performances automatiquement avec XFOIL.(Xfoil plantera si le profil est trop éloigné d'une forme aérodynamique classique).Ce profil peut être ajouté a la base de données et ainsi enrichir les possibilités de choix de Héliciel.

Utilisateur essayant de faire voler un Boa ayant avalé un éléphant ...Qui a dit que ce profil ressemble à un chapeau?

Héliciel choisit par défaut dans la base de données les performances de profils de finesse optimum au nombre de Reynolds calculé suivant les conditions de fonctionnement imposées par l'utilisateur. L' utilisateur peut décider de choisir une autre méthode de choix de profil ou sélectionner manuellement le profil désiré pour chaque élément de la pale ou de l'aile.Il peut aussi contraindre Héliciel à utiliser un seul profil identique pour tous les éléments de la pale ou de l'aile.

• Des fonctions de recherche et de gestion de la base de données permettent d' enregistrer et de créer des base de données dérivées, ne comprenant par exemple que des profils plat, ou que des profils NACA.

Ceci permet à l'utilisateur de sélectionner une base de données ou il a sélectionné uniquement les profils qui lui semblent compatible a son projet et de contraindre HELICIEL a utiliser uniquement les profils qu'il désire!

Pour en savoir plus sur l'utilisation de la base de donnée Heliciel: Mode d' emplois interactive data base Les performances de profils etant données pour des ailes sans tenir compte des effets de fuite de portance en bout de pale ,ces performances sont considérées comme des performances 2D(2 dimensions).Héliciel se charge ,grâce au calculs des vitesses induites, de transformer ces données en 3 dimensions afin de calculer les performances de l' ensemble des éléments de pale de l'hélice ou de l'aile.

 

 

• L' interactive data base d'Héliciel, permet à l'utilisateur de dessiner un profil et de calculer ses performances en pilotant automatiquement Xfoil sans qu 'aucune intervention ne soit nécéssaire.Les données de performances de profils fournies par la base de données interactive, sont issues du pilotage automatique de XFOIL.Une analyse et correction des résultats hors norme est faite par la base de donnée interactive, ensuite, Héliciel complète Les polaires sur 360 °, par symétrie (pour les profils symétriques) et par insertion des des performances de plaques planes pour les valeurs d'incidences supérieures à la chute de portance révélant le décrochage.

 

 

• XFOIL est une excellente soufflerie aérodynamique et difficile à battre.Le logiciel est gratuit et distribué sous la GNU Général Public Licence (GPL). Voici le lien du site pour le télécharger:

XFOIL (du professeur Mark Drela, MIT) XFOIL est un programme interactif pour la conception et l' analyse de aérodynamiques subsoniques isolés. Il se compose d'une collection de menu-driven routines qui effectuent des fonctions telles que:

• l' analyse d'un profil en tenant compte de la viscosité(nombre de reynolds).
• Multi-point de la conception aérodynamique de la spécification interactive de la surface de vitesse via le curseur de la souris.
• Direct manipulation géométrique (volets, carrossage, la déformation des contours, etc.)
• polaire calcul fixe ou variable avec Mach et Reynolds numbers.
• écriture lecture géométrie polaire enregistrement des fichiers.
• Tracé de la géométrie, les distributions de pression, et des polaires.

 

Pour en savoir plus sur l'utilisation de la base de donnée Heliciel: Mode d' emplois interactive data base

 

Téléchargement de bases de données de performances de profils pour HELICIEL :

• HELICIEL met gratuitement à votre disposition le résultat de plusieurs centaines d' heures de calculs automatisés de performances de profils. Les données de performances de profils fournies, sont issues du pilotage automatique de XFOIL par L' interactive data base d'Héliciel. Une analyse et correction des résultats hors norme est faite par L' interactive data base, qui complète ensuite les polaires sur 360 °, par symétrie (pour les profils symétriques) et par insertion des performances de plaques planes pour les valeurs d'incidences supérieures à la chute de portance révélant le décrochage. Ces données sont fournies gratuitement tel quel. Merci de signaler les éventuelles anomalies détectées.

Profils NACA:

• Base données profils_naca Heliciel3 9 M0. profils NACA (haute definition 140 points) (Nouvelle base par défaut fournie avec heliciel depuis version 9.2.0.0)

Profils aéro/hydro dynamiques avec cambre:

• Base données profils_naca Heliciel3_cambre 6.98 MB. profils NACA cambrés

Profils aéro/hydro dynamiques symétriques:

• Base données_profils naca Heliciel3 symetriques Uniquement des profils symétriques autour de l'axe x(corde), pour la conception des gouvernails, des carènes types dirigeables, sous marins , bateaux cockpits ou fuselages
• Base de données de profils symetriques autour de l'axe X(corde) et y(vertical). Cette base de données permet de concevoir des hélices dont les performances sont identiques en marche avant ou arrière.

 

les profils classiques screw series:La plus utilisée des formes de pales marine. Ces profils ont une épaisseur maximum au voisinage du centre de corde, ce qui a pour effet d' étaler la dépression maximum de l'extrados et dons de repousser la limite de cavitation.Ces profils a bords d'attaque pointu permettent aussi une bonne performance en marche arrière. Ces bases de données de profils screw series sont classées suivant le nombre et type de pale auquel ils sont destinées (B3=3pales,B4=4pales...) Dans chacune des bases de données les profils sont nommés suivant leur position sur le rayon, et leur ratio de surface dévellopée.Le ratio de surface développée permet de rapidement évaluer la surface de pale travaillante qui devra générer la poussée. Exemple: le profil B3-45-02D signifie que ce profil est celui d'une hélice 3 pales, couvrant 45% de la surface du disque balayé par L'hélice, situé à 0.2 fois le rayon en bout de pale

• Base données profils_B3-screw series les profils classiques screw series pour 3 pales marine. 2.02 MB (basse definition)
• Base données profils_B4-screw series les profils classiques screw series pour 4 pales marine. 2.51 MB (basse definition)
• Base données profils_B5-screw series les profils classiques screw series pour 5 pales marine. 2.21 MB(basse definition)
• Base données profils_B6-screw series les profils classiques screw series pour 6 pales marine. 1.02 MB (basse definition)
• Base données profils_B7-screw series les profils classiques screw series pour 7 pales marine. 1.50 MB (basse definition)

Comment ajouter ces bases de données,

à L' interactive data base pour les utiliser dans Héliciel?

1. Téléchargez la base de données, décompresser la (extraire-sous...)et enregistrez la dans le dossier: Mes documents/documents Heliciel/
2. Dans le menu 'gestion fichier base donnée' de l' interactive data base de HELICIEL, sélectionnez 'utiliser une autre base de données de profils' et sélectionnez la base téléchargées.

 

Un message d' avertissement : vous signale que le profil par défaut de votre projet à été changé (si la base de données chargée ne le contient pas).

• Vous pouvez ensuite utiliser la loi de profils pour contrôler la manière dont Heliciel utilisera vos profils, ou bien choisir les profil que devront utiliser les éléments de votre pale

Pour en savoir plus sur l'utilisation de la base de donnée Heliciel: Mode d'emplois interactive data base