Service Communautaire d'Information sur la Recherche et le Développement - CORDIS

Prévoir l'imprévisible dans la conception structurelle

L'Union européenne s'engage à réduire les coûts de développement et à augmenter la sécurité dans l'industrie aéronautique. Le développement efficace d'avions doit tenir compte de plusieurs incertitudes intrinsèques liées aux structures, aux conditions d'utilisation et aux procédures mathématiques inhérentes aux logiciels de simulation.
Prévoir l'imprévisible dans la conception structurelle
Les chercheurs européens ont lancé le projet Nodesim-CFD («Non-deterministic simulation for CFD-based design methodologies») pour intégrer les incertitudes opérationnelles et autres dans les processus de simulation des avions. Les chercheurs ont utilisé de prototypes virtuels basés sur la dynamique des fluides computationnelle (CFD) pour atteindre leurs objectifs.

Ils ont tout d'abord caractérisé les incertitudes impliquées dans diverses applications aéronautiques, dont l'aérodynamique du moteur et des ailes, la transmission thermique et les interactions liquide-structure. Les processus non-déterministes ou stochastiques sont les processus aléatoires ou impliquant le hasard. Leurs comportements peuvent être prédits à l'aide des fonctions de distribution de probabilité (probability distribution functions, PDF). Pour déterminer les entrées pour les PDF sur la base d'avis d'experts et de données expérimentales, les chercheurs ont mis au point deux utilitaires logiciels.

L'élément central du projet était le développement de méthodologies non déterministes pour la propagation de l'incertitude. Les chercheurs ont identifié et implémenté des stratégies liées à trois catégories de techniques différentes.

Les chercheurs ont ensuite tenté d'appliquer les méthodologies à des cas types impliquant les incertitudes classées précédemment. Ils ont créé une base de données complète de cas types expérimentaux et industriels pour les applications définies avec différents niveaux de complexité. Les chercheurs ont sélectionné le Rotor 37 de la NASA, l'aile 445,6 d'AGARD et un banc d'essai de chambre de combustion planaire pour application des méthodologies aux processus de conception et de décision. Les chercheurs ont alors optimisé les algorithmes indépendamment des quantités incertaines intrinsèques pour pouvoir contrôler et réduire les risques.

Enfin, les développeurs ont formé les utilisateurs finaux à l'utilisation des modules du logiciel. Les utilisateurs finaux ont fourni un feedback important concernant l'adéquation des méthodes pour une série d'applications et de suggestions d'amélioration.

La réussite du partenariat entre le monde universitaire et l'industrie soutenu par le financement par l'UE du projet Nodesim-CFD a permis de réaliser une meilleure simulation des incertitudes dans la conception, la production et l'utilisation des avions. Ces innovations devraient permettre de réduire les coûts et d'améliorer la sécurité dans l'industrie de l'aéronautique avec des avantages immédiats pour l'industrie et les consommateurs.

Informations connexes