Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise idée

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samdam
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par samdam » 18 novembre 2012, 21:39

L'explication de la portance de Kutta-Jukowski, par la circulation uniquement, a été remise en cause par Hoffman et Johnson, dont je trouve la théorie plutôt convaincante (la circulation est un concept bien réel mais elle n'est que peu corrélée avec la portance)

voir:
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=& ... oJyXRFg5Vw

enfin bon il n'y a pas que la théorie: ballade dominicale en SA19, puis VX11, puis re-SA19
http://www.sportstracklive.com/track/ma ... 33614/full

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benjaminF161
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par benjaminF161 » 18 novembre 2012, 22:10

samdam a écrit : enfin bon il n'y a pas que la théorie: ballade dominicale en SA19, puis VX11, puis re-SA19
http://www.sportstracklive.com/track/ma ... 33614/full
belles traces !!

Tu dois être très bon nageur pour naviguer aussi loin sans avoir peur de risquer l'hypothermie avant de rejoindre le bord :roll:

samdam
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par samdam » 18 novembre 2012, 22:24

benjaminF161 a écrit :
Tu dois être très bon nageur pour naviguer aussi loin sans avoir peur de risquer l'hypothermie avant de rejoindre le bord :roll:
pas de problème pour plier l'aile et rentrer à la nage sur une planche de race, je suis bon nageur et je m'entraîne régulièrement quand il n'y a pas de vent, plus téléphone étanche, et lampe à éclat quand je part le soir
en hivers j'ai 2 combards l'une sur l'autre, c'est un peu rigide mais je crains pas l'hypothermie, je trouve ça plus safe qu'une combi sèche qui peut se déchirer.

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pascal
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 19 novembre 2012, 11:22

samdam a écrit :L'explication de la portance de Kutta-Jukowski, par la circulation uniquement, a été remise en cause par Hoffman et Johnson, dont je trouve la théorie plutôt convaincante (la circulation est un concept bien réel mais elle n'est que peu corrélée avec la portance)

voir:
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=& ... oJyXRFg5Vw

enfin bon il n'y a pas que la théorie: ballade dominicale en SA19, puis VX11, puis re-SA19
http://www.sportstracklive.com/track/ma ... 33614/full
Oui c'est un bon papier que tu as trouvé.

Evidemment Le model de Kutta-Jukowski ne rend pas comte avec finesse de tout ce qui se passe autour d'un profil d'aile (pour ça il faut sortir le grosse cavalerie...), mais il permet facilement de tirer les grandes tendances pour comprendre et d'optimiser une aile suivant ce que tu lui demandes. On à bien conçu tout les avions avec ça du début de l'aviation jusqu'aux année 50...
Ça donne des résultats plutôt satisfaisant, surtout quant tu y ajoutes des modèles turbulent (ce que fait Javafoil)

Ce qui faut retenir de tout ça c'est pour résumer:
Cl = 2pi alpha . Donc que l'augmentation du coef de portance est promotionnel à l'augmentation de l'angle d’incidence et ce, indépendamment du profil.
Tu peux aussi rapidement en conclure que la traînée en fonction de l'angle d'incidence n'est pas loin d'être une parabole (plus ou moins) et qui là dépend du profil.
Et tu arrives tout naturellement à la notion de polaire de profil (Cl en fonction de Cd) donc de portance max et de finesse max...
Ça te permet aussi de prendre en compte la traînée induite et donc l'optimisation de la forme de l'aile (toujours en fonction de tes besoins)

Sinon belle nav hier. 17.41nds sur 3 milles nautiques, c'est bien !!!
C'est une magnifique démonstration de l' implacable supériorité des ailes à caissons sur les ailes à boudins... :roll:

P.S. Sur le même parcourt avec le GUNNN et la 6m dans des conditions dantesques (+25nds 2m de vagues) j'ai déjà fait 17.88nds, et dans des condition probablement similaires à hier GUNNN + BigBoy 15m j'ai fait 17.19nds
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 20 novembre 2012, 21:50

J'ai essayé Javafoil avec un profil d'aile à boudin. Et bien, et à ma grande surprise, les résultats ne sont pas déconnant du tout.
Ils ont bien bossé les model de transition...
Du coup on peux faire facilement un comparatif Profil aile à boudin / Profil aile à caisson. Surtout que Javafoil tourne facilement sur n'importe quelle machine...

Samuel, tu connais le type de profil utilisé sur tes aile ? En particulier l'épaisseur relative...
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par samdam » 21 novembre 2012, 00:01

j'aurai pensé que tu utilisais openfoam qui m'a l'air bien plus abouti, j'avoue que je me sens pas d'attaque pour me lancer là dedans maintenant, et puis il faut aussi la puissance de calcul qui va bien.
le développeur de javafoil prévient que son programme n'est pas adapté aux écoulements très turbulents, donc je ne pense pas que tu puisses obtenir des résultats précis sur des ailes de kite, surtout si c'est des ailes à boudin monopeau avec un gros vortex en plein dans une zone cruciale pour les calculs. Comment javafoil prend en compte ce vortex?
En même temps si tu as bien potassé H&J, tu auras noté qu'ils soulignent que les modèles grossiers basé sur Kutta-Jukowski et autre Bernouilli, donnent parfois des résultats meilleurs que ce qu'on pourrai attendre, grâce à une heureuse coincidence numérique (des erreurs qui se compensent).
Tu pourras toujours obtenir de jolis dessins de potentiel de vitesse sur ton aile à boudin avec javafoil, mais de là à garantir que c'est conforme à la réalité...
J'imagine que ça peut éventuellement servir à se faire une idée grossière du rôle de différents paramètre sur un profil pas trop turbulent...comme un caisson, surtout s'il est pas trop épais...comme une VX.
Je ne connais pas les profils exacts de mes ailes mais ce n'est pas très important pour notre discussion. Si on arrivait à simuler sérieusement un profil type caisson et un "profil" type boudin on pourrai déjà avancer, mais je crois qu'il vaut mieux pour l'instant laisser ça aux pros et se contenter de chercher ce qui a déjà été fait. Le problème encore une fois c'est que je ne suis pas sûr qu'il existe des simulations sérieuses pour un profil type boudin, et encore moins des tests en soufflerie réelle. Contrairement aux caissons.

sur ce je m'endort en songeant à ce gros buzz en provenance de mars, bonne nuit

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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 21 novembre 2012, 14:07

Utiliser Javafoil ne permet que d'avoir des tendances et de faire du comparatif (voir plus dans certains cas favorables)
Le gros avantage, c'est que ça ne nécessite pas du tout de grosse machine. Ça pourrait tourner sur un smartphone contrairement a un logiciel de calcul par éléments finis. Et puis, on a l'avantage de travailler à un nombre de Reynolds suffisant (1e6) pour ne par trop être embêté.

Après, faut pas se faire d'illusions, même pour une simulation aérodynamique par élément fini comme celle que tu peux faire avec OpenFoam ou le logiciel de j'utilise d'habitude, le résulta dépendra toujours de paramètres arbitraires (ex: nombre forme disposition des cellules...).
Si tu veux rendre compte de phénomènes de couche limite turbulentes, il faut introduire un model turbulent avec des paramètre déterminés apriori, que tu vas être amené à changer pour obtenir un résultat jugé cohérent. Un calcul d'écoulement par éléments finis peut tout à fait dans certains cas donner n'importe quoi (et tout particulièrement pour les forces appliquées par le fluide sur le solide)

C'est pour ça que je te proposais d’utiliser Javafoil qui donne des résultats relativement cohérent avec les simulations par élément fini que j'ai déjà faites. JavaFoil utilise bien sûr un model turbulent.

On peut partir par défaut sur un profil NACA, mais il faut tout de même connaitre l'épaisseur relative du profil réel. Je dirait vers 17%, mais je ne suis pas sûr. Tu pourrais le mesurer une tes ailes (VX et Speed) ?
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par ribore » 21 novembre 2012, 15:30

[mode nostalgie "de mon temps" ON]
Il y a des moments où la discussion me rappelle celles qu'on avait il y a... une 40aine d'années autour de l'avantage des "voiles épaisses" en voile, non seulement pour réduire la trainée due au mat (avec des essais de versions "light" et fines qu'on retrouvera ensuite avec les camber sur les funboard) mais de façon plus générale sur l'accroissement des performances engendré par un "meilleur" profil aérodymanique mieux "contrôlable"... A l'époque, la principale difficulté c'était surtout la gestion d'une tringlerie complexe permettant à l'intrados de devenir extrados (ce qui arrive - normalement - beaucoup moins souvent en kite!)... Dommage qu'on ait pas eu de "Personnal Computer" à l'époque pour modéliser (on se contentait de soufflerie bricolée... et d'entretenir de bonnes relations avec les pros qui étaient mieux équipés!. Mais je crois que le débat n'est, là non plus, pas mort...!).
N'empêche que quand je regarde une aile à boudin, celui-ci me fait furieusement penser à un mat perturbateur...:)
[mode nostalgie "de mon temps" ON]
Mais l'essentiel, comme ça a déjà été dit quelques fois plus haut: "c'est d'avoir la banane en rentrant de sa session" 8)
Mieux vaut rigoler sans savoir pourquoi que le contraire...

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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 21 novembre 2012, 15:36

ribore a écrit :Et quand je regarde une aile à boudin, celui-ci me fait furieusement penser à un mat perturbateur...:)
C'est effectivement un élément perturbateur mais dont l'effet se fait principalement sentir à faible incidence (quand t'es toilé comme un porc).
A plus forte incidence, le vortex ce cale derrière le boudin et permet un écoulement normal sur l'intrados (s'il y a assez de vent donc un grand nombre de Re. Mais c'est généralement le cas quand t'est toilé comme un porc...)
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par Phil Fly » 21 novembre 2012, 15:43

Bon, après la session de lundi, on s'est fait une petite réflexion sur le parking et on s'disait que si vous habitiez le cotentin (les caissonneux), vos ailes seraient déjà sur le boncoin... :roll: :mrgreen: :mrgreen:
BEST TS 8 2015
BEST Taboo 5.5 2011
BEST Armada 2015
North Kontact 5.9 2012
RRD "la Maquina" 5.9 2012
BOOSTER surf 5.7
http://vimeo.com/user3961497/videos



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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par ribore » 21 novembre 2012, 19:19

Kamikaze a écrit :Bon, après la session de lundi, on s'est fait une petite réflexion sur le parking et on s'disait que si vous habitiez le cotentin (les caissonneux), vos ailes seraient déjà sur le boncoin... :roll: :mrgreen: :mrgreen:
J'en déduis qu'on les aurait pas abimé en se faisant arracher :nananère:
Mieux vaut rigoler sans savoir pourquoi que le contraire...

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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 24 novembre 2012, 00:13

Histoire d'essayer d'éclairer vos lanternes sur la comparaison entre profil "clasique" et profil "creux" je vous ai retrouvé dans mes archives les polaires réelles (mesuré en soufflerie) de deux profils complètement différents un NACA2414 et un BW-3.

Le NACA2414
Image

Et le BW-3
Image
(désolé j'ai pas trouvé plus creux :mrgreen: Mais j'ai plus moche si vous voulez)

Et maintenant les deux polaires (coefficient de portance en fonction du coefficient de traînée) sur le même graphique et dans les mêmes conditions bien sûr (300 000Re)

Image

Evidemment, les deux courbes sont très différente mais on constate qu'elle se rejoignent à fort portance et donnent toute les deux une finesse max (Cl/Cd) quasiment identiques (environ 70).
Bien sûr à faible portance le profil "classique" offre une bien moins grande traînée que le profil creux.

Que pouvons nous en conclure sur notre comparaison Boudins / Caissons ?

Correctement toilé (sangle en position "pleine patate"), c'est à dire quand le profil travail à finesse max, les deux profil sont tout les deux aussi performants.
En situassions surtoilé (sangle tirée à fond), le profil à caisson prend l'avantage.
Notez bien que dans les deux cas être surtoilé nuit aux performances. Les gars en race l'on bien comprit et naviguent souvent avec des bâches plutôt petites pour faire travailler leurs ailes à finesse max.

Maintenant, un autre paramètre rentre en ligne de compte en race, c'est la capacité à garder toujours la bonne position Planche/Rider afin d'optimiser au maximum la finesse de la planche (le talon d’Achille). Et pour ça il faut une très grande réactivité dans le border-choquer de l'aile pour compenser en permanence les variations de traction de l'aile. Et sur ce point il me semble que les ailes à boudin ont un gros avantage étant donné leur rigidité.
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 24 novembre 2012, 00:27

Et parce que vous êtes sages, je vous ai tracé la finesse en fonction du coef de portance...

Image
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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par samdam » 24 novembre 2012, 00:52

là ça devient vraiment intéressant.
on voit que pour une portance donnée le caisson a une plus grande finesse, avec une différence max a faible portance, c'est la situation dans laquelle on est quand on remonte au vent, et c'est pour ça que le caisson avancera plus dans la fenêtre et aura un meilleur cap. c'est d'autant plus vrai que les caissons ont un profil qui s'applati quand on choque (grâce à un système de poullies qui modifie le profil). pour info la race se gagne surtout sur les bords de près...

je pense que l'important en race pour garder sa position c'est plutôt de garder une portance (donc traction sur le harnais) constante pour maintenir ses appuis. je pense que c'est plutôt le depower qui joue, c'est à dire la capacité à modifier beaucoup la portance avec peu d'amplitude sur le bordé-choqué, c'est aussi pour ça que les pros ont des clamcleat avec un trim très long qu'ils gardent en main, car l'amplitude de la barre seule ne suffit pas à maintenir la traction constante quand le vent est irrégulier

ce serai intéressant de voir l'effet d'ajouter un gros boudin sur le BA du BW-3, histoire que ça ressemble un peu plus à un vrai boudin...

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Re: Voila pourquoi les Ailes à caissons sont une mauvaise id

Message par pascal » 24 novembre 2012, 13:33

samdam a écrit :lon voit que pour une portance donnée le caisson a une plus grande finesse, avec une différence max a faible portance
À fort Cl les deux sont quasiment identiques, avec dans le cas présent un avantage au BW-3 pour ces Cl supérieures à 0.8.
samdam a écrit :c'est la situation dans laquelle on est quand on remonte au vent, et c'est pour ça que le caisson avancera plus dans la fenêtre et aura un meilleur cap.
Là, je ne te suis pas trop là. Tu peux directement lier le Cl de l'aile à la traction exercée par celle-ci. En effet F = 1/2*ro * S * V² * Cl (F : portance, S : surface équivalente, V : vitesse apparente, ro : masse volumique) (http://fr.wikipedia.org/wiki/Portance_( ... s_fluides))
Donc Cl = 2F/(SV²ro).
Comme en principe tu veux passer le maximum de puissance dans la planche pour aller le plus vite, tu augmentes F au maximum de ce que te permet ton poids. Dans ces conditions et si tu navigues avec l'aile à 45deg au dessus de l'eau et ton corps à 45deg par rapport à l'horizontal, tu peux montrer que le mieux que tu puisse faire est F = poids_rider / 2 (en fait on peux faire un peu mieux en étant plus allongé avec l'aile plus à l'horizontal)

En claire, le coefficient de portance dépend du poids du rider et du vent relatif. Hors au regard du dessin ci-dessous, le vent relatif n'est pas vraiment plus fort au près (sauf au largue...)

Image

Donc Cl ne dépend pas vraiment de l'allure mais plutôt de vent réel

La suite plus tard...
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