SIMULATION DYNAMIQUE DE LA NAVIGATION DE DEUX VOILIERS EN INTERACTION
Résumé
This thesis is a contribution to a project whose object is to build a tool for reliable analysis of control in competition of match-racing. The dynamic behaviour of the sailing ship results from balance between many actions which it is necessary to take into account as a whole not to arrive at erroneous conclusions on the performance and the behaviour. We built a simulator of which the modular structure will make it possible to integrate the models of all the involved actions as knowledge progresses in the various fields concerned. Tested empirical models are used for the aerodynamic part. The aerodynamic interaction is represented by the addition of two simple models, a singularity of vortex type and a preserved plane wake. These models are global and relatively rudimentary but more thorough investigations seem adventurous today so much the parameters of adjustment of the veils are many and complex. We privileged the study of the stationary hydrodynamic efforts. Trial runs were carried out by adapting existing experimental techniques. The objective was to quantify the influence of the parameters of attitude, speed and position. The method of the experimental planning was implemented to structure the step and to build simple and fast models compatible with simulation in real time. The rigour of this method makes it possible moreover to carry out an analysis of the error of measurement and to compare various modelling. Examples of simulation illustrate at the end of the document the possibilities offered by the current version of the simulator
Cette thèse est une contribution à un projet dont l'objet est de construire un outil d'analyse fiable de la conduite en compétition de match-racing. Le comportement dynamique du voilier résulte de l'équilibre entre de nombreuses actions qu'il faut prendre en compte dans leur ensemble pour ne pas arriver à des conclusions erronées sur la performance et le comportement. Nous avons construit un simulateur dont la structure modulaire permettra d'intégrer les modèles de toutes les actions en présence au fur et à mesure que la connaissance progresse dans les différents domaines concernés. Des modèles empiriques éprouvés sont utilisés pour la partie aérodynamique. L'interaction aérodynamique est représentée par l'addition de deux modèles simples, une singularité de type tourbillon et un sillage plan auto préservé. Ces modèles sont globaux et relativement rudimentaire mais des investigations plus poussées semblent aujourd'hui aventureuses tant les paramètres de réglage des voiles sont nombreux et complexes. Nous avons privilégié l'étude des efforts hydrodynamiques stationnaires. Des campagnes d'essais ont été menées en adaptant des techniques expérimentales existantes. L'objectif était de quantifier l'influence des paramètres d'attitude, de vitesse et de position. La méthode des plans d'expériences a été mise en oeuvre pour structurer la démarche et pour construire des modèles simples et rapides compatibles avec la simulation en temps réel. La rigueur de cette méthode permet en outre de réaliser une analyse de l'erreur de mesure et de comparer différentes modélisations. Des exemples de simulation illustrent en fin de document les possibilités offertes par la version actuelle du simulateur
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