[Technique] Aérodynamique moto

Help, quelques commentaires "éclairés" de nos aérodynamiciens de service.

Dans le cadre de notre proto à propulsion électrique, on va chercher à éliminer les retenues de toutes sortes.
les Aprilia de petite cylindrée sont réputées pour être très performantes en aéro, ce qui nous amène à s'en approcher. Pour le carénage, on va très fortement s'en inspirer.
Dans quelle mesure la selle d'une 125 est "théoriquement" plus efficace qu'une selle de Moto GP, franchement plus petite, peut être un peu plus dictée par le Design et le marketing?
Ou alors plus réduite car à 350 km/h ça secoue fortement en turbulences après le pilote?
Attention nous n'avons aucun a priori, juste des interrogations, avant de fabriquer notre proto de selle.
Je me doute bien qu'on se préoccupe là de quelques "ièmes", mais c'est justement l'accumulation des "ième" qui devient intéressante, visserie titane, aéro, etc.
Nous n'aurons bien évidemment pas les moyens d'utiliser une soufflerie, pas plus qu'une étude de simulation aéro informatique.
Que les spécialistes s'expriment!

Comparaison en images

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[quote="yves kerlo"]Help, quelques commentaires "éclairés" de nos aérodynamiciens de service.

Dans le cadre de notre proto à propulsion électrique, on va chercher à éliminer les retenues de toutes sortes.
les Aprilia de petite cylindrée sont réputées pour être très performantes en aéro, ce qui nous amène à s'en approcher. Pour le carénage, on va très fortement s'en inspirer.
Dans quelle mesure la selle d'une 125 est "théoriquement" plus efficace qu'une selle de Moto GP, franchement plus petite, peut être un peu plus dictée par le Design et le marketing?
Ou alors plus réduite car à 350 km/h ça secoue fortement en turbulences après le pilote?


Du reste en moto gp les pilotes s'assoient sur le dosseret en recherche de vitesse.

yves kerlo a écrit:

Nous n'aurons bien évidemment pas les moyens d'utiliser une soufflerie, pas plus qu'une étude de simulation aéro informatique.

pas moyen de t'associer a une fac ou ecole d'ingé ?

Ah voila les trois images qui illustrent les propos :
d'abord la Ducati en aout 2010
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L'article de motomatters.com mentionne

Citation :

Jenkins has worked ceaselessly with Ducati over the years to improve the aerodynamics of the Desmosedici

Ce garçon est un très bon, successivement directeur technique dans plusieurs équipes de F1 avec des résultats


Ensuite la répartition de pression sur un profil en incidence qui explique que l'appui est fait par la dépression de l'extrados, qui peut éventuellement servir d'aspirateur pour radia
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Enfin le schéma d'un radia bien installé (quand on a la place) ; on est loin du GP2
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"pas moyen de t'associer a une fac ou ecole d'ingé ?..."

Ca existe ce genre d'école, avec ce genre de connaissances?
Et si ça existe, où?
Sans vouloir être négatif, il y a là, la crainte de rouler en 2015!
Sans expérience spécifique, il faudrait qu'il assimilent les contraintes d'une moto de compétition, les modélisent, les testent. Je ne dis pas que ce serait impossible, mais probablement pas réaliste.
Notre planning est de fabriquer dans les mois qui viennent.
Pour avoir déjà collaboré avec ce type de structure, ils sont souvent à des années lumière du quotidien et des notions de calendrier, totalement déconnectés de la notion de résultat...

Gilles à Paris, salut !

J'ai fait un lapsus en écrivant Mz au lieu de My, le moment de tangage autour d'un axe y. OpCit.

Il me semblait bien.. J'ai même été rechercher mes vieux cours PPL pour essayer de retrouver ce mystérieux MZ !!

"pas moyen de t'associer a une fac ou ecole d'ingé ?..." OpCit Stéphane.

Je rejoins le très honorable Yves kerlo dans son excellente conclusion. J'ai essayé avec un de mes amis sortant d'une école Ing. et pilote PPL. Trop axé "avion" et ne connaissant pas du tout l'aéro voiture et moto... J'ai donc renvoyé la patate chaude à un autre, plus aéro et travaillant à la SABCA, dès sa réponse, je la publie.

Mais à force de triturer ces ailerons, je rejoins l'excellent Gilles à Paris dans sa très juste conclusion :

Donc la raison d'être sur Ducati 2010 est principalement le refroidissement. OpCit Gilles à Paris.

A moins que l'honorable Marc pose la question directement chez Ducati...

yves kerlo a écrit:

Nous n'aurons bien évidemment pas les moyens d'utiliser une soufflerie, pas plus qu'une étude de simulation aéro informatique.
Que les spécialistes s'expriment!

Je ne suis en rien spécialiste c'est donc pour cela que je me sent concerné par ton appel... Mais je crois qu'il y a un train à ne pas manquer : celui de la CFD (Computational Fluid Dynamics). Suite à un article paru dans Race Car Engeeniring j'ai téléchargé le programme Open Foam un programme de simulation pour la mécanique des fluides. Ce logiciel semble très performant (il est utilisé par les écuries de F1 ) et il est gratuit (licence LINUX), je n'ai pas eu encore le temps de le mettre en œuvre correctement et je ne suis pas sur d'avoir les compétences nécessaires.
Mais ce dont je suis sur c'est que sur ce forum les compétences sont là (appel aux jeunes et brillants ingénieurs sortant d' excellentes écoles)...
Je serais personnellement très assidu si un topic consacré à la CFD était créé (du même genre que celui qui parle de DAO).

Reste que tout cela nécessite de fortes puissances de calculs (plusieurs centaines de coeurs pour les entreprises spécialisées en CFD).

En soi , faire une simulation par éléments finis aérodynamique n'est pas très compliqué. C'est juste horriblement long!! ET doit etre fait très rigoureusement au risque d'obtenir de résultats complètement bidons.

Par exemple sous Fluent (une des grande référence pour le calcul des mécaniques des fluides), il faut:

- Créer l'ensemble à étudier sous CAO en "négatif" c'est a dire qu'idéalement, toute la moto+pilote est une "empreinte" dans une prisme qui lui représente la veine d'air. (très long!!)
- Créer un maillage qui tienne la route (très long aussi!!). C'est a dire qu'il faut retravailler les tétraèdres afin d'éliminer les concentrations de contraintes inexistences. Et souvent affiner les tailles de maillages aux endroits fortement sollicité.

Une fois le maillage finis (sous Gambit ou Hyperworks par exemple) , on le transfère sous Fluent, et là c'est presque de la rigolade: On rentre les valeurs limites et on lance le calcul.

Selon puissance du PC, les temps de calculs peuvent durer plusieurs jours. Mais après ça.... On a qu'une seul itération!!

Le but étant ensuite de retravailler le modèle CAO pour l'améliorer et donc , de recommencer le processus.

En résumé: C'est très très long! Bon après, je ne suis loin d'être un expert en la matière et il y a peut être des raccourcies selon les logiciels qui peuvent être fait...


Nous l'avions fait lorsque nous avions réaliser la conception de notre formula student et le collègue qui c'était occuper de ça c'est tiré les cheveux pendant un bon moment alors que c'etait une voiture... donc plus simple à simuler...

Mais peut être qu'en trouvant un ingé calcul volontaire??... il pourra te faire l'étude relativement rapidement....
Il y a ça dans l'assistance???


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J'ai bien conscience de la nécessité d'une forte puissance de calcul , les écuries de F1 font travailler jusqu'a 500 coeurs simultanément (pour être plus parlant il faudrait 125 PC avec des I7...) . Mais l'on pourrait peut être commencer avec des modélisation partielles (par exemple étude des flux internes, ou que se passe t-il derrière une fourche équipée de sa roue et de doubles disques).
Je ne sais pas si cela se pratique encore mais ne pourrait-on imaginer que les 824 membres du forum (à ce jour) libèrent une part de leurs possibilités de calcul (a priori tous ont des ordinateurs !) afin de participer a de gros calculs qui nous permettraient par exemple de savoir enfin quelle est la vraie utilité des moignons de la Ducati ou quelle largeur doit avoir la selle de la mobylette de Yves Kerlo...

on peut actuellement utiliser en ligne des serveurs de calcul (ferme de processeur)pour des tarifs très modeste, c'est assez nouveau et en général utilisé dans les domaines qui font de l'imagerie...
les bécanes utilisées sont des unités a 24 processeurs dédié au calcul pure, on transmet les données et après traitement on nous renvoi le résultat.
ce sont en général de petites structures qui utilisent cet outil.
donc je pense qu'un team avec une équipe d'ingé pourrait vraiment approfondir l'aérodynamique sans investir dans de grosse unité de calcul.

il n'y a pas de moyens d'importer un maillage 3D

Toopack a écrit:

il n'y a pas de moyens d'importer un maillage 3D

Il faut presque toujours importer un maillage 3D pour simuler un comportement. Qu'il soit mécanique ou fluide.

C'est ce maillage, représentant le solide étudié, qui permet de calculer le comportement en chaques nœuds. (intersection des "mailles" entre elles)

Dans les cas ou il n'y a pas de maillage importé, c'est que le modeleur 3D est incorporé au solveur. Mais cela passe forcement par une étape maillage. (ex: Cosmosworks chez solidwork ou analysis sur Catia pour les comportements mécaniques)

A tous, Salut !

Je viens de conférer avec mon ami Ing aéro concernant ces ailerons et winglet.

En résumé, la conclusion est très justement reprise en dito par les très honorables participants à cette discussion.

Nous avions déjà travaillé avec ses gros ordinateurs pour le calcul de mon oscillant, et le travail le plus fastidieux était justement ce "maillage" de l'oscillant afin d'effectuer tous les calculs nécessaire. Alors pour les ailerons et la moto, le travail serait lui énorme surtout si ce n'est plus des forces relativement simple qui seraient appliquées, mais un fluide...

Il me reste donc à prendre contact avec Ron Denis pour qu'il nous prête sa soufflerie et ses ingénieurs...

Jean-Luc a écrit:

A tous, Salut !

Je viens de conférer avec mon ami Ing aéro concernant ces ailerons et winglet.

En résumé, la conclusion est très justement reprise en dito par les très honorables participants à cette discussion.

Oui mais laquelle, car il a été évoqué toutes les hypothèses, ici?

Je profite du passe de la Kalex chez VW pour poser une question de néophyte:
C'est bien joli l'image que l'on voit à chaque fois, avec le tube qui envoie de la fumée, mais on mesure quoi et comment?
J'imagine que la fumée sert à visualiser les zones de dépression et de tourbillons mais peut-on mesurer le "freinage aérodynamqiue globale" avec, par exemple, un capteur (une balance?) dans les pieds fixés au sol?

dans une soufflerie les forces sont mesurées par des balances

L'image du filet de fumée qui passe par dessus la bulle et le pilote sans presque aucune perturbation est bien jolie
Mais si on envoie la fumée à un endroit moins "favorable", par exemple juste devant le tube de fourche, à la hauteur du sigle HP sur la photo, je pense que l'écoulement doit être plus... tourmenté... au moins... Et ça ne doit pas être le seul endroit intéressant...

Là, la Kalex ça fait un peu soufflerie pour "faire la photo du dossier de presse"... Le teneur de lance n'a pas l'air très ébouriffé, alors que logiquement ça doit quelque peu "'décoiffer" quand on connaît la taille de l'hélice qui souffle. Mais n'y étant jamais allé, je peux me tromper.
Et puis le pilote pourrait un peu serrer les coudes, pas très aéro tout ça.
Venir effectuer des travaux de développement avec un habillage tout en carbone, s'il faut en couper un bout, ou percer des trous pour fixer un appendice, pas vraiment l'idéal.
Il est probable que ce qui est réellement testé en soufflerie ne doit pas toujours être très photogénique.
Je ne critique pas pour le plaisir, simplement je réfléchis "à haute voix" à, si ça nous arrivait, comment on se préparerait à une séance de soufflerie pour être le plus efficace possible
Bref je rejoins Marc, on mesure quoi, comment, ça souffle à quelle vitesse, comment interprète-t-on le filet de fumée??? (surtout si la soufflerie est installée au Vatican!)
Et puis surtout une mesure n'a d'intérêt que si elle est comparée à une référence, quelle est la valeur étalon, à partir de laquelle on peut travailler?
Si j'ai bien suivi, cette mesure est faite chez VAG, qui ont déjà "mesuré" d'autres motos avant, lesquelles?
Je sais très bien que l'on ne peut pas répondre à ces questions en vrac, mais c'est pour bien mettre l'accent sur le fait que c'est très, très délicat, sujet à interprétation, et que fait-on de mesures particulières relevées?

Mais les spécialistes ne vont pas tarder à éclairer notre lanterne.

L'image n'a rien à voir c'est juste pour décorer

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Oui Yves, il n'y a plus qu'à attendre le "PAPE" de l'aéro....

(Au fait, tu as vu que Mike est sur Pit Lane ? Quelle qualité, ce forum ! )

Marc, Salut !

Oui mais laquelle, car il a été évoqué toutes les hypothèses, ici ? OpCit.

J'ai fait référence à l'excellent message de l'honorable SDVS publié en dito le 13 décembre à 18.50.
(In Petto, c'est dommage que notre merveilleux forum ne permet pas de numéroter ces messages et oublie l'année dans la date).

...mais on mesure quoi et comment ? OpCit.

Comme disent très justement certains participants, le véhicule est relié à une série de capteur via des vérins permettant l'expérimentation aérodynamique et de mesurer les forces, moments et pressions et ceci grace à des balances, dynamomètres et manomètres. Ces données sont actuellement numériques et enregistrées via des ordinateurs permettant toutes les analyses possible, dont les habituelles "images" aérodynamiques telle que celle publiée par l'honorable SDVS.

Ces capteurs sont actuellement très sensible et capable d'enregistrer chaque modification de masse à partir d'un gramme.

Concernant les "filets de fumée", c'est uniquement un procédés de visualisation qui permet par l'observation directe de l'écoulement de l'air sur une maquette ou sur le véhicule lui-même et ainsi d'expliquer les phénomènes révélés par les mesures, en outre les décollements et la présence de tourbillons.

A tous, Salut !

Et pour conclure mon message ci-dessus, la portance d'une aile (ou d'un aileron) est donné simplement par les profils NACA qui nous donnent la portance en fonction de l'incidence de l'aile. De très simple logiciel de calcul permettent de visualiser directement les éléments nécessaires à l'étude des profils. Dans le cas qui nous occupe, soit les ailerons de la Ducati, il s'agit évidement de déportance, mais nous n'avons pas le profil de ces ailerons...

Voir sur le sujet : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Je retourne dormir, la neige recouvre la Morne Plaine...

La fumée c'est fait pour visualiser les phénomènes ?
Pourtant c'est simple : fumée blanche c'est le pape, fumée noir les soupapes...
Pas sur la tête !!!!

yves kerlo a écrit:

Là, la Kalex ça fait un peu soufflerie pour "faire la photo du dossier de presse"... Le teneur de lance n'a pas l'air très ébouriffé, alors que logiquement ça doit quelque peu "'décoiffer" quand on connaît la taille de l'hélice qui souffle. Mais n'y étant jamais allé, je peux me tromper.
Et puis le pilote pourrait un peu serrer les coudes, pas très aéro tout ça.
Venir effectuer des travaux de développement avec un habillage tout en carbone, s'il faut en couper un bout, ou percer des trous pour fixer un appendice, pas vraiment l'idéal.
Il est probable que ce qui est réellement testé en soufflerie ne doit pas toujours être très photogénique.
Je ne critique pas pour le plaisir, simplement je réfléchis "à haute voix" à, si ça nous arrivait, comment on se préparerait à une séance de soufflerie pour être le plus efficace possible

+1 !!

Marc a écrit:

mais peut-on mesurer le "freinage aérodynamqiue globale" avec, par exemple, un capteur (une balance?) dans les pieds fixés au sol?

pour les profils "naca" (les tableaux postés avant), ils ont disposé des prises de pression statique sur tout le profil, et un tube de pito hors champ du profil, pour mesurer le vent relatif

avec ces données, on peut calculer le Nb de Reynolds de l'objet (formules de Bernoulli)

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pour les autos aussi , ils font des maquettes à l'échelle bardées de capteurs de pression


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aujourd'hui des programme de simulation permettent de prédéterminer le profil, mais je pense que le passage en soufflerie reste obligé

Bon lien Jean Luc  
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j'en ai extrait une page sur les différents régimes aérodynamique  de la sphère
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Pour se rapprocher de l'automobile, j'extrais du site aéro F1 un exposé de Guido Buresti
Department of Aerospace Engineering de l'U. de Pise sur le développement aéro des Ferrari de "tourisme"
lors du congrès KTH Stockholm, 19/3/2004
la page suivante sur l'évolution du CX sur un corps profilé de Morel (pas l'humoriste) en fonction de l'angle de coupe à l'arrière ;
le résultat est étonnant et corrélé à l'allure des tourbillons qui se détachent de la face AR:  
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Vous avez vu les différences en chiffres ?

La soufflerie fournit le vent correctement conditionné dans la veine, et la mesure par une balance à 6 composantes, à jauges de contraintes
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Un calcul permet ensuite de transposer les efforts dans un repère pratique pour l'utilisateur
Les efforts c'est plutôt le combien, et La visualisation c'est plutôt le comment
la référence, c'est une moto concurrente ou tes archives ou les chiffres publics