Optimisation structurale avec prise en compte de l'aéroélasticité

• Auteur / Autrice : Franck Seigneuret
• Direction : Joseph Noailles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Programmation et systèmes
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Flottement (aérodynamique)

Optimisation des structures

Aéroélasticité

Résumé

L'évolution des technologies conduit à des avions dont la structure est de plus en plus souple soulevant ainsi de plus en plus de problèmes aéroélastiques, dont celui du flottement. Ces problèmes doivent être anticipés le plus tôt possible au sein des cycles de conception avion et doivent également être couplés avec d'autres critères de dimensionnement comme les critères statiques qui sont indispensables pour la conception d'une structure aéronautique. On est ainsi amené à résoudre des problèmes de flottement dans les phases avancées de conception. La complexité de ces problèmes implique l'utilisation d'outils d'optimisation structurale afin de garantir une solution à masse minimale ce qui est un souci majeur lors de la conception d'un avion. Le même type d'outil permet également de trouver le dimensionnement optimal d'une structure sous des contraintes statiques. Des difficultés ou carences essentielles à ces outils ou méthodes ont motivé les différents sujets de recherche abordés au cours de cette thèse. Une méthode, appelée EMB pour Extended Modal Basis, a été développée dans le but de réaliser les analyses intervenant dans la résolution d'un problème d'optimisation structurale avec contraintes flutter et stress, de manière beaucoup plus rapide grâce à la construction d'un modèle réduit robuste. Afin de prendre en compte la non convexité des amortissements, source de la présence potentielle de plusieurs minima locaux, une méthode d'optimisation globale avec prise en compte directe des contraintes a été mise au point. Il s'agit de la méthode AFD (Annealed Feasible Direction Method). Les problèmes d'ingénierie rencontrés dans les bureaux d'études souffrent de façon importante du manque d'informations précises sur certains paramètres. Des travaux ont donc été menés afin d'éviter les politiques de marge, souvent grossières, utilisées actuellement et qui conduisent à des structures trop conservatives, donc trop lourdes. Une méthodologie a pour celà été développée afin d'une part de prendre en compte la présence d'incertitudes dès le processus d'optimisation et d'autre part de répondre à la demande constante de robustesse des optimums. Cette méthodologie est basée sur des concepts d'optimisation multi-niveaux.