Le coût élevé des essais en bassin de carène associé
aux performances accrues des moyens de calcul amène les
architectes navals à utiliser de plus en plus les outils de
simulations numériques pour la conception de voiliers. Ainsi, de
nouveaux VPP (Velocity Prediction Programm) entièrement numériques
se sont développés [ Roux et al. Yacht performance prediction: Towards a numerical vpp,
in: High Performance Yacht Design Conference, December 2002, Auckland] . Ces outils, basés sur
la modélisation aéroélastique des voiles couplée à un modèle
d'écoulement hydrodynamique avec surface libre autour de la
carène, permettent la modélisation numérique d'un voilier en
navigation réelle. L'étude présentée traite de la modélisation
aéroélastique. Elle porte sur l'interaction d'une structure
tridimensionnelle idéalement flexible avec un écoulement
instationnaire. L'objectif est d'inclure la déformation et le
déplacement du câble supportant la voile d'avant du voilier
(l'étai) qui modifie le volume de la voile et donc le
fonctionnement du voilier. Le problème aéroélastique couplé est
résolu par une méthode itérative où les simulations élastiques et
aérodynamiques se succèdent pour converger vers un équilibre
statique. Nous introduisons plus particulièrement dans ce travail
la résolution mécanique d'un câble soumis à un chargement
tridimensionnel par une méthode variationnelle et son couplage
avec la voile. Le comportement mécanique de la voile est modélisé
par un système de réseau de fils [ Le Maître,
Contribution numérique à la résolution de problèmes d'interaction fluide structure,
Thèse, Institut de mécanique INSA de Rouen, France, 1998]et l'écoulement aérodynamique par une méthode de surface portante associée à une méthode particulaire
[ Charvet et al., Numerical simulation of the flow over sails in real sailing conditions, J. Wind Eng. Ind. Aerod. Special Issue Sail Aerodynamics 63 (1996) 111–129].
Nous présentons les résultats d'un calcul aéroélastique d'une voile sur
son étai soumis à un écoulement de fluide parfait dans lesquels l'influence
d'un étai libre sur le comportement d'une voile est mise en évidence.