Effets de l'interaction fluide-structure sur l'efficacité propulsive d'une palme multicouche anisotrope

Overview & Synopsis

L’analyse dynamique de la locomotion aquatique est nécessaire dans la recherche de la performance. Dans le cas de la nage avec palmes, l’efficacité propulsive dépend de plusieurs facteurs. La plupart des modèles proposés visent à évaluer les performances dynamiques, telles que la traînée et de la portance qui sont les deux paramètres pertinents pour quantifier cette efficacité propulsive. Certains modèles ne mettent pas toujours en évidence le caractère fortement couplé du problème. En effet, pour les vitesses de sollicitations observées en situation réelle de nage, le couplage entre le fluide et la palme devient non négligeable. Le but de cette étude est de déterminer l’efficacité d’une palme. Pour cela, on utilise un modèle d’interaction fluide-structure prenant en compte le caractère anisotrope de chaque couche de la palme. Cette approche permet de mener une étude à caractère paramétrique, où l’on peut faire varier certaines données liées aux caractéristiques géométriques, matérielles et cinématiques du modèle. Ce travail, essentiellement numérique, résolu à l’aide de la méthode des éléments finis, est constituée de quatre parties. La première partie établit les différentes hypothèses servant de base, pour l’élaboration du modèle utilisé. La deuxième partie, concerne l’analyse modale du problème modèle. Pour cela, on étudie les variations des fréquences propres en fonction des caractéristiques matérielles de la palme. La troisième partie aborde le problème dynamique en se plaçant dans le repère lié à la palme, ou plus précisément au pied du nageur. La quatrième partie s’intéresse à la prise en compte de l’anisotropie matérielle de la palme. En effet, celle-ci est constituée de couches de stratifiés en fibres de carbone et de verre.