Images de science

Aérodynamique numérique autour du Kelvin 40

Simulation numérique de l'écoulement autour du Kelvin40
(DAAP - Calculs : Eric Garnier, Images : Sylvain Gaultier)

Vous connaissez Marc Newson ? Nous ne le connaissions pas, avant de travailler avec lui. Marc Newson est l'un des designers les plus doués et les plus influents de sa génération. S'il crée pour de nombreux secteurs de l'industrie (mobilier, automobile, aménagement intérier, électroménager, etc.), il est aussi un passionné d'aéronautique (www.marc-newson.com).

Invité en 2004 pour exposer à la Fondation Cartier pour l'art contemporain (www.fondation.cartier.fr), il a choisi de donner forme à un concept aéronautique original : l'avion à réaction personnel (personal jet). Son projet, Kelvin 40, est exposé à la Fondation Cartier, 261, boulevard Raspail à Paris jusqu'au 2 mai 2004. Si Kelvin 40 est bien muni d'un véritable réacteur, il ne pourra jamais voler, car il n'est qu'une maquette, une sculpture, destinée à interpeller, à faire plaisir. Ce n'est pas un projet commercial.

Objet statique posé sur le sol, Kelvin 40 a néanmoins eu une vie aérodynamique, certes virtuelle, mais dont quelques images témoignent. Le département d'aérodynamique appliquée de l'ONERA a en effet effectué des simulations numériques de l'écoulement autour du Kelvin 40 en différentes configurations de vol. Les visualisations à partir des résultats permettent d'appréhender qualitativement la répartition des efforts de l'air sur l'avion. Lignes d'iso-Mach, cartes de pressions, lignes de courant sont ici autant de traces visibles des effets de l'air invisible sur un Kelvin 40 bien virtuel !

Kelvin 40 a également été mis en situation de vol dans une soufflerie. Cette fois le modèle est réel, puisqu'il s'agit d'une maquette de quelques décimètres d'envergure, ainsi que l'écoulement, ici de quelques dizaines de mètres par seconde. La diffusion de fumée dans l'écoulement permet de visualiser les tourbillons induits par Kelvin 40, avec ou sans l'aide d'un plan laser (tomoscopie). L'utilisation de bouillie d'oxyde de titane permet de "voir" les traces laissées par les frottements à la paroi.

Le maillage de peau du Kelvin40,
construit à partir de la description CAO
de l'appareil. (en plus grand)

Coupe du maillage volumique
dans lequel sera calculé l'écoulement
(équations d'Euler) (en plus grand)

Nombre de Mach local à la paroi
et au voisinage du kelvin 40.
(en plus grand)

 

Nombre de Mach local à la paroi
et au voisinage du kelvin 40.
(en plus grand)

Mis à jour le 18 février 2004 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation