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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : François Morency


PLAN DE COURS

Été 2022
MGA802 : Sujets spéciaux I en aéronautique (3 crédits)
Analyse d'une aile en flèche en mécanique des fluides numérique


Modalités de la session d’été 2022


Vous trouverez ci-dessous les modalités de la session d’été 2022. Vous devez les lire attentivement.


Pour assurer la tenue de la session d’été 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


  • Les activités d’enseignement de la session d’été 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.
  • Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.
  • Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits au cours.
  • La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.
  • Les examens (intra, finaux) se feront en présence, tant que la situation socio-sanitaire le permet.
  • Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’été 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’été 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.
  • Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d’été 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’été 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Sujets d’intérêt majeur et à la fine pointe de la technologie. Deux sujets sont offerts en alternance.

Consultez l’horaire des cours pour connaître le sujet spécial de la session souhaitée.

Description du cours Théorie du pilotage d’aéronefs

Description du cours Analyse d'une aile en flèche en mécanique des fluides numérique




Objectifs du cours

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure d’appliquer la mécanique des fluides numérique (CFD) au calcul des performances aérodynamiques d’une aile d’avion. Plus particulièrement, il connaitra les modèles mathématiques Euler et RANS utilisé pour étudier les écoulements autour des corps aérodynamiques. Il choisira les méthodes numériques appropriées à la résolution des modèles Euler ou RANS. Il saura définir le domaine de calcul et le discrétiser à l’aide d’outils de génération de maillage afin de résoudre les équations Euler ou RANS. Il utilisera des outils et des méthodes classiques d’analyse des écoulements aéronautiques. Il exécutera des calculs sur des ordinateurs à architecture parallèle dans un environnement Linux et avec un système de queues. Les outils utilisés seront de type logiciels libres.




Stratégies pédagogiques

Le cours se donne sous une forme intensive en bloc de deux journées, sauf lors de la première semaine. À chaque bloc, sauf lors du premier cours, l'enseignement magistral sera entrecoupé de périodes permettant la mise en application des concepts vues en classe. Des exemples pratiques seront réalisés en classe sous la supervision de l'enseignant : écoulement autour d’un profil, maillage et étude d’écoulement au-dessus d’une plaque plane, écoulement autour d’une aile en flèche.

Il y aura des travaux individuels après les deux premiers blocs qui porteront sur l'analyse des performances aérodynamiques à l’aide de la mécanique des fluides numériques. À la fin du dernier bloc, un projet en équipe portera sur l’étude des performances aérodynamique d’une aile en flèche.




Utilisation d’appareils électroniques

Le cours nécessite l'utilisation d'un ordinateur portable afin de se connecter aux ordinateurs de Calcul Canada et pour analyser les résultats à l’aide d’outils de visualisation.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 08:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 17:00 Deuxième activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 François Morency Activité de cours Francois.Morency@etsmtl.ca A-2120
01 François Morency Deuxième activité de cours Francois.Morency@etsmtl.ca A-2120



Cours

Cours 1 (semaine 1) : Présentation du cours et des logiciels libres utilisés. Introduction à la mécanique des fluides numériques. Équations de Navier-Stokes et Euler. Domaine de calcul et conditions limites. Définition des coefficients aérodynamiques et des nombres adimensionnels. Présentation des outils de calcul haute performance.

Cour 2-3-4-5 (semaine 3) : Solution stationnaire des équations d’Euler autour d’un profil d’aile 2D. Condition aux limites. Définition et choix du CFL. Schémas de stabilisation JST et viscosité artificielle. Effet du nombre de nombre de Mach et de l’angle d’attaque sur les coefficients de pression et de portance.

Cours 6-7-8-9 (semaine 5) : Solution RANS autour d'un profil d'aile 2D.  Conditions aux limites et CFL. Schémas de stabilisation Roe et SLAU.  Effet du maillage sur le coefficient de friction.  Effet du modèle de turbulence sur le profil de vitesse.

Cours 10-11-12-13 (semaine 8) : Écoulement autour d’une aile d’avion. Solution Euler.  Effet de l’angle d’attaque sur les coefficients de pression, de portance et de trainée induite. Comparaison avec résultats 2D et estimation de la polaire.

Détail des séances
Jours Date Horaire Local
Jeudi 5 mai 8h30-12h00 A-2404
Jeudi 19 mai 8h30-17h00 A-2404
Vendredi 20 mai 8h30-17h00 A-2404
Jeudi 2 juin 8h30-17h00 A-2404
Vendredi 3 juin 8h30-17h00 A-2404
Jeudi 16 juin 8h30-17h00 A-2404
Vendredi 17juin 8h30-17h00 A-2404

 




Laboratoires et travaux pratiques

Des travaux pratiques sur ordinateurs seront réalisés pendant les périodes de cours. Les travaux se font en équipe de deux ou trois étudiants.




Évaluation

Travail individuel rapport 1: 25%

Travail individuel rapport 2 et présentation orale: 35%

Projet de session en e´quipe: 40%




Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Blazek, J. Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications. Third Edition ed.: Elsevier Ltd, 2015. doi://doi.org/10.1016/B978-0-08-099995-1




Ouvrages de références

Guides d'utilisation de Paraview, GMSH et SU2 disponible en ligne.

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Outil de visualisation CFD: https://www.paraview.org/

Outil de maillage: https://gmsh.info/

Logiciel CFD: https://su2code.github.io/

 




Autres informations

Les étudiants doivent avoir accès à un ordinateur personnel leur permettant d’installer les logiciels open sources.