Etude du comportement dynamique linéaire et non-linéaire d'un ...

1.2 MODELISATION NUMERIQUE DU ROTOR
Le code de calcul utilisé par EUROCOFTER pour le calcul numérique du rotor
a été écrit à l'origine par Krysinski et Allongue [13. Les premiers calculs utifisaient une théorie
simple de Résistance des Matériaux mais le code a été développé pour inclure une analyse
de plus en plus complète du comportement des poutres. En outre, la partie aérodynamique
du code est sans cesse en évolution afin de prendre en compte un nombre croissant de
profils de pales et de recaler le modèle avec des résultats d'essais en soufflerie. Les
développements actuels portent aussi sur l'introduction de défauts de pales : ces défauts
peuvent être des défauts de masse et d'inertie le long de la pale ou bien encore provenir du
fait que des pales différentes sont montées sur le même rotor.
Nous allons présenter dans la suite les grandes lignes de la méthode utilisée
pour la modélisation numérique du rotor selon les deux hypothèses principales : la
modélisation qui suppose la pale rigide et la modélisation prenant en compte les
déformations.
1.2.1 LE MODELE PALE RIGIDE
Dans ce modèle, nous avons été amené à faire plusieurs hypothèses
simplificatrices afin d'obtenir l'expression analytique des forces aérodynamiques et inertielles
développées par le rotor, ainsi que le mouvement des pales. En particulier, une analyse
simplifiée conduit à ignorer les effets de décrochage, de compressibilité, de non-uniformité de
répartition des vitesses induites, ainsi que les divers couplages inertiels. Les solutions
obtenues avec ces hypothèses simplificatrices fournissent une bonne connaissance du
comportement du rotor dans la plupart des conditions opérationnelles. Cependant, dans
des conditions extrêmes de vol, comme les vols à grandes vitesses avec des nombres de
Mach périphériques élevés, ou encore les vols aux forts facteurs de charge, au moins une des
hypothèses ci-dessus ne s'applique plus et les résultats deviennent beaucoup moins bons.
Pour ce modèle, les degrés de liberté sont les mouvements rigides de la pale et
du moyeu autour des articulations de battement, de traînée et de pas ; ils sont calculés en
écrivant l'équilibre des charges aérodynamiques et inertielles appliquées sur la pale. Puisque
divers types de moyeu doivent être étudiés, les articulations doivent pouvoir être disposées
dans un ordre quelconque, ce qui exige l'écriture d'au moins six jeux complets d'équations.
Pour éviter cela, les équations ont été formulées de manière aussi générale que possible, en
effectuant les calculs depuis le centre du rotor jusque vers l'extrémité des pales, en tenant
compte du passage de chaque articulation, pour un azimut donné.
Chapitre 1: Modélisation du rotor 26