Simulation dynamique du comportement mécanique de navires, application à la propulsion éolienne

par Jérôme Védrenne

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie mécanique

Sous la direction de Pascal Casari.

Soutenue en 2010

à Nantes , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Wind driven ship performances have been assessed for more than thirty years by the mean of velocity prediction programs (VPP) that compute mechanical balance in a steady state. Progresses made using these tools have been significant but ship behaviour is indeed greatly unsteady, hence a dynamical approach is required to improve performance program capacities. This work examines the problem of ship dynamics and propose a method using a lagragian form of dynamic equations, non linear, in time domain and with multi body capacities. Forces on ship, and especially hydrodynamic and aerodynamic forces are calculated using mathematical models based on theoretical, experimental or numerical results. These models, based on the ones used for steady state performance calculation then extended for the need of dynamic simulation, are presented. The software organisation is also shown. Results coming from the software developed during this work are compared with full scale experimental results. Firstly for an electrical passenger ship, then for a racing yacht during a tacking manoeuvre. Obtained results show the validity of the proposed method. Finally, capacities of the dynamic tool are shown though the study of a small racing yacht.

  • Titre traduit

    Beta-adrenoceptors and NHERF1 implication in cystic fibrosis


  • Résumé

    L'évaluation de la performance des navires à propulsion éolienne est basée depuis trois décennies sur l'utilisation de programmes de prédiction de performance (Velocity Prediction Program – VPP) qui réalisent l'équilibre des efforts sur le navire en état stationnaire. Les progrès réalisés avec ces outils sont significatifs, mais le comportement des navires est, par nature, fortement instationnaire, et une approche dynamique est nécessaire pour augmenter les possibilités d’études de ces outils. Ce travail pose la problématique de la simulation dynamique et propose une méthode de résolution à partir d'une formulation lagrangienne des équations de la dynamique, non linéaire, dans le domaine temporel et avec une approche multi corps. Le calcul des efforts qui s'exercent sur le navire, en particulier les efforts hydrodynamiques et aérodynamiques, est réalisé par des modèles mathématiques conçus à partir de résultats théoriques, expérimentaux ou numériques. Ces modèles, issus de ceux utilisés pour la simulation en régime stationnaire puis étendus aux besoins de la simulation dynamique, sont détaillés. La structure informatique du programme réalisé est mentionnée. Les résultats obtenus à l'aide du programme de simulation dynamique réalisés sont confrontés avec des mesures réalisées en navigation, en premier lieu pour un navire à propulsion électrique de transport à passagers, et, dans un second temps pour un voilier de compétition lors d'une manoeuvre de virement de bord. Les résultats obtenus montrent la validité de la méthode proposée. Finalement les capacités et les possibilités de l'outil développé sont présentées à travers l'étude d'un petit voilier de compétition.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (265 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 241-247

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