Étudier l’analyse et le design des formes dans l’optique de la conception aérodynamique. Sélectionner et exploiter l’outil d’analyse approprié en se basant sur des critères d’efficacité et de précision.

À la fin du cours l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

• d’expliquer les principes de base qui gouvernent la portance et la traînée des corps aérodynamiques;
• d’évaluer la portance et la traînée d’un profil aérodynamique;
• d’évaluer la portance et la traînée d’une aile de géométrie simple;
• d’appliquer certains outils d’aérodynamique numérique à la conception d’ailes simples.

Rappel des équations de la dynamique des fluides : équations de Navier-Stokes, d’Euler et de Bernoulli. Couche limite. Similitude. Estimation de la traînée. Nomenclature des profils aérodynamiques et des ailes. Écoulements incompressibles et sans effets visqueux. Équations de Laplace et écoulements potentiels élémentaires. Portance, théorème de Kutta-Joukowski et condition de Kutta. Théorie des profils minces. Méthode de panneaux. Théorie de la ligne portante. Chargement aérodynamique des ailes. Effets de compressibilité.

Séances de travaux pratiques composés d’exercices choisis pour illustrer la théorie vue en classe. Laboratoire d’introduction à l’aérodynamique numérique incluant l’utilisation de logiciels d’analyse et de conception de profils et d’ailes.

Ce cours de 3 crédits a pour objectif de permettre aux étudiants :

1. D’acquérir les concepts de base de la science aérodynamique qui permettent d’évaluer la portance et la traînée d’un corps ;
2. D’appliquer ces concepts à la caractérisation, l’analyse et la conception de profils et d’ailes simples.

Plus spécifiquement, le cours vise à fournir aux étudiants une introduction aux principaux éléments de l’aérodynamique subsonique dans le but de développer leurs compétences dans la conception et la caractérisation de formes aérodynamiques (profils et ailes) simples.  De même, le cours vise aussi à développer chez les étudiants une bonne compréhension des phénomènes physiques de base qui gouvernent les écoulements externes.  Au terme du cours, les étudiants devraient être en mesure :

1. De concevoir et d’évaluer les caractéristiques aérodynamiques d’une aile simple ;
2. D’interagir professionnellement avec des praticiens spécialistes du domaine ;
3. De pouvoir progresser de manière autonome dans un des champs de spécialisation de l’aérodynamique avancée.

Le cours sera donné en présence. Une période de trois (3) heures par semaine est prévue pour présenter la matière, de même qu’une période de deux (2) heures est aussi prévue pour les séances de travaux pratiques (TP).

De manière à rendre le plus efficace et dynamique possible, il est attendu que les étudiantes et étudiants aient fait au préalable, avant chaque séance, les lectures et exercices appropriés, prévus au plan de cours. Au besoin, une période de temps pourra aussi être réservée, plus particulièrement durant les séances de TP, pour discuter et répondre aux questions concernant les exercices suggérés.

Des solutions analytiques et numériques seront proposées pour modéliser les écoulements d'air autour d'objets aux formes simples puis de profils 2D et des ailes 3D.