Aérodynamique subsonique

ISBN9782553006845 EditeurPresses internationales Polytechnique pages592 Parution1998-07-10
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Quatrième de couverture

L'industrie aéronautique ne cesse de nous en mettre plein la vue avec ses prouesses technologiques. Et pour les réaliser, les artisans du domaine, notamment les ingénieurs, doivent connaître les fondements de l'aérodynamique, notions indispensables au succès de ces vastes entreprises. Cet ouvrage présente la théorie, des principes de base aux notions d'aérodynamique expérimentales, en mettant l'accent sur l'étude approfondie des profils aérodynamiques en régime subsonique et des profils de l'aile d'envergure finie en deux et trois dimensions. De plus, au bénéfice de tous, il complète la partie théorique en présentant une multitude d'applications liées aux phénomènes physiques propres à l'aérodynamique.

Ce livre se veut à la fois théorique et pratique. Il s'adresse avant tout aux étudiants et aux ingénieurs spécialisés en aéronautique désireux d'étudier les phénomènes aérodynamiques. De plus, puisqu'il comprend une variété d'exemples pratiques, il saura satisfaire la soif de connaissance des étudiants et ingénieurs en géni mécanique en ce qui a trait à l'avancement des connaissances dans ce champ d'applications.

Argumentaire

CLIENTÈLE CIBLE
Ce livre constitue une base à la fois théorique et pratique relative aux phénomènes aérodynamiques et s'adresse avant tout aux étudiants de même qu'aux ingénieurs spécialisés en aéronautique. Il saura également intéresser tous les étudiants et ingénieurs en génie mécanique désireux de suivre l'avancement des connaissances dans ce champ d'application.

BESOIN
L'industrie aéronautique connaît un développement remarquable et les connaissances fondamentales de l'aérodynamique deviennent indispensables à la formation des ingénieurs dans ce domaine. Cet ouvrage harmonise la partie théorique et une multitude d'applications liées aux phénomènes physiques.

TRAITEMENT DU SUJET
Après avoir présenté les principes de base de l'aérodynamique et les équations générales du mouvement d'un fluide, l'auteur décrit les écoulements irrotationnels des fluides parfaits et les écoulements axisymétriques. L'étude approfondie des profils aérodynamiques en régime subsonique et de l'aile d'envergure finie en deux et trois dimensions constitue le coeur de l'ouvrage. Enfin, l'auteur consacre les derniers chapitres à la théorie des hélices propulsives, à l'aérodynamique de l'hélicoptère et à l'aérodynamique expérimentale. Chaque chapitre contient des exercices dont les réponses figurent en annexe. L'ouvrage comprend plusieurs annexes servant à appuyer les démontrations mathématiques et à présenter les caractéristiques aérodynamiques de certains profils.
AUTEUR
Ion Paraschivoiu, professeur titulaire au Département de génie mécanique, détient un Ph. D. en aérodynamique qu'il a obtenu sous la direction de l'aérodynamicien européen Elie Carafoli. Titulaire de la chaire J.-A. Bombardier en aéronautique de l'École Polytechnique de Montréal, il est également un expert international dans l'aérodynamique des turbines à vent. Ses recherches portent sur le givrage des avions, l'optimisation des profils et le calcul de la traînée.
Chapitre 1 - Généralités et principes de base
Introduction. Aérodynamique : définition et objectifs. Méthodes théoriques et expérimentales en aérodynamique. Concepts de base. Équations générales du mouvement d'un fluide. Écoulements particuliers. Nombres sans dimension et similitude. Variables fondamentales en aérodynamique. Forces et moments aérodynamiques

Chapitre 2 - Écoulements irrotationnels des fluides parfaits
Définition de l'écoulement irrotationnel. Écoulement irrotationnel plan. Équation de Helmholtz. Équation de Laplace. Circulation des vitesses. Écoulements irrotationnels simples en deux dimensions. Méthode de superposition de plusieurs écoulements. Équations de Blasius. Théorème du cercle. Exemples d'applications. Méthode des images. Exercices

Chapitre 3 - Écoulements axisymétriques
Écoulements irrotationnels en trois dimensions. Écoulement autour des corps de révolution simple. Écoulement potentiel autour des corps. Considérations sur les corps à géométrie simple. Exercices

Chapitre 4 - Profils aérodynamiques en régime subsonique
Caractéristiques géométriques des profils. Coefficient de pression. Variables complexes et transformations conformes pour l'étude des profils aérodynamiques. Mécanisme de la sustentation (théorème de Kutta-Joukowski). Profil mince. Méthodes numériques pour le calcul de l'écoulement autour des profils. Méthodes de panneaux pour le calcul des profils. Exercices

Chapitre 5 - Aile d'envergure finie
Caractéristiques géométriques. Caractéristiques aérodynamiques. Lois du mouvement tourbillonnaire. Schéma de l'écoulement autour d'une aile d'envergure finie. Théorie de l'aile d'envergure finie basée sur la méthode de la distribution de tourbillons. Exercices

Chapitre 6 - Méthodes de panneaux en trois dimensions appliquées aux ailes d'envergure finie
Méthode de panneaux utilisant une distribution en plan de doublets. Méthode des singularités internes. Méthode des singularités sur la surface de l'aile. Calcul du potentiel sur SP. Distribution des panneaux sur l'aile. Vitesse induite par une distribution de sources. Vitesse induite par un tourbillon en fer à cheval et une source de ligne uniforme

Chapitre 7 - Théorie des hélices
Géométrie de l'hélice et de l'élément de pale. Fonctionnement aérodynamique des hélices propulsives. Théorie de Froude. Théorie de l'élément de pale. Théorie tourbillonnaire des hélices. Corrections de l'épaisseur et de la largeur de la pale. Exercices

Chapitre 8 - Aérodynamique de l'hélicoptère
Principe du vol des hélicoptères. Aérodynamique du rotor. Exercices

Chapitre 9 - Notions d'aérodynamique expérimentale
But des essais et principe de réciprocité. Moyens d'essais. Buses convergentes de souffleries subsoniques. Mesure des forces et balances aérodynamiques. Mesure des pressions. Mesure des vitesses. Observation des écoulements par visualisation. Exercices

Annexe A - Algèbre et analyse vectorielle
Annexe B - Équations de base dans différents repères
Annexe C - Nombres complexes
Annexe D - Profils aérodynamiques
Annexe E - Équivalence entre doublets et tourbillons
Annexe F - Grandeurs physiques et unités de mesure
Annexe G - Ailes papillon et hélices motrices

Réponses aux exercices
Exercices supplémentaires
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