TitelAerodynamische analyse en ontwerp van een turbozeil propulsiesysteem
Analyse aérodynamique et conception d’un propulseur Turbovoile
Onderwerp

A l’heure où le prix du pétrole une contrainte pour le transport maritime, toute économie d’énergie dans le transport maritime n’est pas à négliger. L’énergie du vent, naturelle, illimitée, non polluante et économique est l’élément parfait à exploiter en mer. 
Inventé par le professeur Malavard et le docteur Bertrand Charrier  en 1980 et développé par le commandant Cousteau à bord de l’Acyone dans les années 1985, le Turbovoile mélange sciences de l’aérodynamisme et navigation. Ce procédé allie propulsion moderne par moteur et propulsion par la simple force du vent. Inspiré de l’effet Magnus appliqué au rotor Flettner, il repose sur le principe de captation de la couche limite d’un écoulement d’air autour d’une forme aérodynamique, en limitant les turbulences, ce qui va augmenter le coefficient de portance. Ceci à pour but final de soulager le moteur principal, et donc de diminuer la consommation de carburant.
Afin de mener une étude pertinente, je compte tout d’abord définir certains termes, tels que écoulement laminaire ou turbulent, appliqué à une simple voile de bateau.
Ensuite, pour effectuer des tests, je vais construire une soufflerie à circuit ouvert à l’échelle 1/10, qui permettra de comparer differents profils de tube du Turbovoile. On pourra visualiser les différents écoulements, ainsi que le coefficient de portance. Cela devrait permettre de conclure sur la meilleure forme aérodynamique qui permettra la captation de la couche limite optimale pour obtenir un rendement maximal de récupération d’énergie du vent. 
Pour démontrer l’efficacité du Turbovoile, je vais comparer ses performance à un modèle de propulsion similaire : le rotor Flettner, qui utilise le phénomène physique de Magnus. 
Pour conclure, je testerai le modèle choisi sur une maquette flottante  pour vérifier si le Turbovoile fonctionne et donc si il permet de faire une économie de carburant durant un trajet. 
 

Soufflerie à circuit ouvert :

 

Ce type de tunnel à circuit ouvert est appelé tunnel Eiffel, d'après l'ingénieur français.
Les dimensions de la soufflerie viennent du livre  « Low-Speed Wind Tunnel Testing » écrit par Jewel B. Barlow, William H. Rae, Alan Pope.

La soufflerie présentée dispose d’un ventilateur à l’extrémité du diffuseur qui permet de simuler l’écoulement de l’air dans le tunnel et étudier le coefficient de portance sur le modèle à l’aide de capteurs de charges.
Ces capteurs seront disposés de façon à observer comment le modèle va réagir : un capteur pour mesurer la portance, un capteur pour mesurer la traînée qui seront connectés grâce à une interface spéciale à mon ordinateur.

La soufflerie sera composée de trois sections :

  1. Le cône de la chambre de décantation/Contraction. Situé à l’avant du tunnel, elle est utilisée pour forcer un grand volume d’air à travers une petite ouverture afin d’augmenter la vitesse du vent.
    J’aurais besoins d’une planche en dite « maillage caisse d’œuf » pour réduire la turbulence de l’air entrant.
     
  2. La Section d’essai. C’est ici où le modèle sera monté sur les capteurs.
     Afin de permettre la visibilité, cette section aura une partie en plexiglass.
     
  3. La Section du diffuseur/lecteur. Situé à l’arrière du tunnel, le diffuseur garde l’air en mouvement en douceur, et contient le ventilateur ainsi que le tube de Pitot.
Enquête gepland
Details enquête
PromotorCarine Reynaerts
CopromotorWerner Jacobs
StudentNaam van student niet beschikbaar - contacteer de promotor voor meer info (Sciences Nautiques)
VakgroepFaculteit Wetenschappen- Vakgroep Toegepaste en Exacte Wetenschappen
Documenten
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