Lissage des profils

Bonjour à tous,

Je me permet de faire ce petit post pour savoir comment vous "lisser" vos profils.
En effet après avoir publier NM26 sur RC groups Gerald Taylor (le papa des profils F3k Edge et Zone) m'a subit cette problématique qui m'était complétement inconnue.

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1316303

Comme la plupart d'entre vous pour élaborer des profils, on effectue des mélanges de profils existant grâce à Profili, XFLR5 ou tout autre interface sympa de Xfoil on modifie cambrure, bord d'attaque etc..., et apparement cela creé "du bruit" aerodynamique, comme si à la surface du profil il y avait des micro trous qui apparaissaient. Ceci peut être mis en évidence par un fonction de rhino "curvature analysis" http://www.rhino3d.com/4/help/Comman...ceAnalysis.htm

dont voici le résultat sur le NM 26 première version



GT m'a gentillement lisser NM26 (d'où le nouveau fichier sur mon site NM26 smooth) mais n'a pas encore explicité sa méthode.
Il semblerait d'ailleurs que XFLR5 soit assez bruiteur car chaque changement du profil induit des changement ailleurs. Sur Profili il est possible de maintenir fixe chaque paramètre.

Avez vous déja été confronté à ce problème?

Nicolas

Salut Nico.

Est ce que ça ne serait pas plutôt du bruit numérique, du à l'échantillonnage du profil et aux modifications opérées en tirant sur les splines.
Par analogie, je sait que quand on échantillonne un son, il y a une approximation de chaque sample qui se traduit par du bruit numérique. On peux améliorer le son en ajoutant volontairement du bruit numérique: dithering ou noise shaping.
Dans le cas d'un profil, il faudrait minimiser les ruptures de courbes faites en le triturant?
Un échantillonnage plus fin étant un autre moyen de limiter le phénomène. En utilisant le maximum de points pour décrire le profil. C.

Hello

Oui , j'ai déjà observé ce genre de problème. On peut même parfois générer des points "visiblement" aberrants.
Mais je n'ai jamais creusé....
Dans profili il y a une fonction lissage .
Il y a aussi une fonction interpolation : interpoler les profils avant de les mélanger aide pas mal.

TP

Autre réflexion :

Si tu compares cette "rugosité numérique" avec la "rugosité réelle" et le respect des côtes que l'on peut espérer d'un moule fraisé (même soigneusement poli à la main - ou surtout poli à la main ?) , alors tu risques beaucoup moins d'angoisser sur cet aspect numérique.

TP

Je me suis demandé récemment si un profil d'aile est un polycylindre. Un cylindre dont le rayon change.
Les polycylindres que je connait sont des objets acoustiques qui ont pour but de diffracter le son. Ils se ressemblent tous mais en les regardant de profil, on pourrais tracer les différents centres des portions de courbes et comprendre ce qui ne se voit pas vu de face: le rayon change et il vas rendre l'objet diffractant pour des longueurs d'onde variées.
Pour revenir à ton problème, j'imagine par analogie qu'une rupture de continuité sur le profil (échantillonné) pourrait produire des dérives des calculs plus importantes que ce qu'on peux imaginer. D'où l'intérêt du lissage.
C'est peut être un charabia que je suis seul à comprendre (désolé) mais c'est ma démarche pour comprendre (essayer) et accepter l'idée que des profils qui ne diffèrent que de quelques micro poils puissent prétendre être meilleurs...
Pour les points visiblement aberrants, n'est pas du à la représentation sur trop peu de pixels?

héhé, je pensait justement à cet aspect concret: la précision du profil numérisé et celle de la réalisation. Est que ça ne donne pas justement une bonne raison d'utiliser des moules toujours plus précis ou, pour les ailes en styro, de soigner la réalisation de certains aspects sensibles, le BA par exemple.
Je crois avoir lu que des essais en soufflerie ont été fait pour comparer avec un tronçon d'aile et avec le même dépoli au papier 400..Mais je ne me souviens plus des conclusions.. je crois que c'était sur un Variez.
Thierry, tu m'as proposé des profils pour mes planeurs, comme on a des chances de se croiser cet hiver, je me suis fait un devoir de respecter au mieux ces profils pour pouvoir dire autant que possible: "j'aime bien ton TP 42" et pas "j'aime bien ce profil qui aurait du être un tp 42"... C'est mal barré, j'ai eu une merdouille au BA que j'essaie de corriger au mastic... durdur.

Salut Nico,
Ce problème existe sur tous les profils que j'ai pu modéliser sur ProEngineer (y compris ceux de Gerald Taylor).
Il faut bien comprendre que cette analyse de courbure ne reflète pas des trous et des bosses dans le profil mais des variations de courbure moyenne le long du profil. Mais pour les voir il faut mettre un facteur d'échelle énorme donc les défauts ne sont pas si importants que l'image le laisse croire (et c'est effectivement complètement gommé quand on passe du virtuel à la construction CNC puisque ces "défauts" sont bien plus faibles que la précision mini des meilleurs centres d'usinage).
Cette fonction est utile pour la définition d'une géométrie d'aile ou de stab afin d'obtenir des courbes de bord d'attaque et bord de fuite les plus propres possible quand on travaille avec des splines mais à mon avis inutile pour la définition d'un profil.
Pour info j'ai modélisé ton profil lissé par GT dans ProE, et le résultat me laisse dubitatif...



A+
Loïc

Il y a deux aspects :

D'après GT le lissage demande plusieurs heures de travail sur un profil, l'objectif étant de conserver les caractéristiques du profil original tout en minimisant le bruit.
Cela se fait en 1 , ajoutant comme dit Christophe, des coordonnées intermédiaires sur le profil puis en 2 en intervenant directement sur les coordonnées en les modifiant, ca se joue apparement à la 5 ou 6e decimales.

J'ai justement argumenter sur le fait que ces pouillièmes sont difficilement maitrisable par la très grande majorité des modélistes constructeurs de modèle. Mais effectivement les erreurs et les écarts par rapport aux profils initiaux s'accumulant au fil de la contruction, il est toujours plus sain de partir du profil le plus propre possible.
Après je pense que les profils non lissés sont tout aussi exploitables et que ces pouillièmes n'ont en l'air pas grandes conséquences.

a+
Nicolas

Ah! croissage de post.

Merci pour ta contribution. Si tu as le temps, il serait interressant de faire cela avec Zone ou Edge histoire de voir la différence, si elle est vraiment aussi flagrante. Ou alors faire une analyse avec l'ancien NM26 et le nouveau. Qu'en penses tu?

a+

Nicolas

Grâce à Loic, voici une analyse pour une corde de 200mm et un facteur d'échelle des défauts de 100.


voici les profils Edge, Zone, NM26 1ère monture et NM26 smooth by GT

Zone 52



Edge root



NM26 1ére monture



NM26 smoothed by GT



On voit que le travail de GT a permis de réduire le bruit et que Zone et Edge sont relativement propre.

Après le temps passer dessus pour retrouver des abérations à la découpe au fil chaud ou à même à la CNC la plus pointue est à mettre en balance. Car on parle de contrôler des quelques microns et apparement c'est loin d'être accessible à tous, voir impossible.

a+

Nicolas

blancoloic a écrit:

Salut Nico,
Ce problème existe sur tous les profils que j'ai pu modéliser sur ProEngineer (y compris ceux de Gerald Taylor).
Il faut bien comprendre que cette analyse de courbure ne reflète pas des trous et des bosses dans le profil mais des variations de courbure moyenne le long du profil. Mais pour les voir il faut mettre un facteur d'échelle énorme donc les défauts ne sont pas si importants que l'image le laisse croire (et c'est effectivement complètement gommé quand on passe du virtuel à la construction CNC puisque ces "défauts" sont bien plus faibles que la précision mini des meilleurs centres d'usinage).
Cette fonction est utile pour la définition d'une géométrie d'aile ou de stab afin d'obtenir des courbes de bord d'attaque et bord de fuite les plus propres possible quand on travaille avec des splines mais à mon avis inutile pour la définition d'un profil.
Pour info j'ai modélisé ton profil lissé par GT dans ProE, et le résultat me laisse dubitatif...



A+
Loïc

je ne sais pas si c'est tres clair pour tout le monde mais le but du lissage n'est pas la fabrication, mais le calcul des polaires sous XFLR5.

d'apres GT, si le profil ne subit pas un lissage "parfait", on obtient des aberations sur les calculs et resultats effectué par XFLR5.

maintenant, si le lissage de GT laisse a desirer...

Cedric,

Oui c 'est sur.

Par contre tu as beau lisser, le calcul d'une polaire en dessous de 30000 de Re est toujours porblématique.

La courbe est certainement plus propre :

ici un comparaison des 2 versions de NM26



Le travail se voit essentiellement sur la variation de Cm.

après pour évaluer le gain sur le résultat final.....

Nicolas

Même si on est pas capable de construire une aile avec une grande précision, il n'est pas inintéressant de découvrir un profil qui s'annonce meilleur qu'un autre..

N'y a t'il pas une autre démarche qui consisterai à mettre un nouveau profil à l'épreuve de conditions varièes: je sait qu'on peux changer le niveau de turbulences de la masse d'air par exemple.
Les profils laminaires sont performants mais le sont franchement moins quand l'aille est mouillée, c'est un autre exemple (pour les bretons et les grands bretons). y a t'il d'autres paramètres à tester pour confirmer les qualités d'un profil? vol dissymétrique? influence des fentes de gouvernes..
Thierry précise pour ses profils si l'épaisseur du BF joue sensiblement sur les perfos, ça intéresse les constructeurs d'ailes coffrées bois.
C.

En concevant mes profils sous XFLR5, j'ai eu la curiosité de regarder la répartition de pression sous "mixte inverse", "inverse" (les fonctions accessibles par ctrl 3).

J'ai eu la surprise de voir pas mal d'oscillations apparaitre à force de bouger les BA, BF, et de triturer les courbes à la main.
J'ai donc lissé avec la fonction idoine, et le profil final a été légèrement différent. après calcul des polaires, la différence n'était pas évidente du tout!

Je crois que l'on pousse des fois un peu loin les choses...

Les outils informatiques ne détiennent pas "La" Vérité mais une vérité plus ou moins proche du réel

Il semble que certaines parties soient plus importantes que d'autres (BA, BF) et que la position du maxi d'épaisseur et de courbure plus l'épaisseur et la courbure, sont assez dimensionants.

Enfin, j'ai comparé différentes conceptions et, quand on ramène ces paramètres dits significatifs à égalité, on arrive souvent à des choses très similaires que seule une construction CN soignée peut départager.

Tous les chemins arrivent il à Rome?

Marc

Bonjour,

Une petite remarque historique :

c h r i s t o p h e a écrit:

Je me suis demandé récemment si un profil d'aile est un polycylindre. Un cylindre dont le rayon change.
Les polycylindres que je connait sont des objets acoustiques qui ont pour but de diffracter le son. Ils se ressemblent tous mais en les regardant de profil, on pourrais tracer les différents centres des portions de courbes et comprendre ce qui ne se voit pas vu de face: le rayon change et il vas rendre l'objet diffractant pour des longueurs d'onde variées.
Pour revenir à ton problème, j'imagine par analogie qu'une rupture de continuité sur le profil (échantillonné) pourrait produire des dérives des calculs plus importantes que ce qu'on peux imaginer. D'où l'intérêt du lissage.
C'est peut être un charabia que je suis seul à comprendre (désolé) mais c'est ma démarche pour comprendre (essayer) et accepter l'idée que des profils qui ne diffèrent que de quelques micro poils puissent prétendre être meilleurs...
Pour les points visiblement aberrants, n'est pas du à la représentation sur trop peu de pixels?

Il existe en effet une série de profils issus d'une transformation d'un cercle : profils de Joukowsy.

Le principe est que si l'on connait l'écoulement autour d'un cylindre, donc par la meme tranformation du cercle vers le profil on connaitra l'écoulement autour du profil. Seule limitation de taille, on ne connait pas la trainée car l'hypothèse des fluides parfaits est employée.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transformation_de_Joukovsky


@+

JC

Gloups..
Salut Jean Claude.
J'ai lu l'article, mais je suis allègrement largué alors j'ai voulu voir un aéronef qui emploi ces profils et je suis tombé sur ce lien avec une animation qui permet de se faire une idée:
http://www.google.fr/imgres?imgurl=http://www.mathcurve.com/courbes2d/joukowski/joukowski.gif&imgrefurl=http://www.mathcurve.com/courbes2d/joukowski/joukowski.shtml&usg=__a51m2VucfGaJ9VfGJTkHolqdW4o=&h=438&w=588&sz=10&hl=fr&start=2&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=A7xYCyMqCbdwKM:&tbnh=101&tbnw=135&prev=/images%3Fq%3Davion%2Bjoukovsky%26um%3D1%26hl%3Dfr%26client%3Dfirefox-a%26sa%3DN%26rls%3Dorg.mozilla:fr:official%26channel%3Ds%26tbs%3Disch:1

C'est proche de mon "intuition": chaque portion de courbe du profil est "inscrite dans un cercle dont le centre se déplace". Là, le centre se déplace sur un autre cercle.
J'imaginais que ça puisse être généralisé à tous les profils.
Et que peut être, ça servait dans les calculs de distribution de vitesse et de pression autour d'un profil..
Bien sur, je ne demanderai pas de me faire expliquer en trois posts ce qui s'étudie en plusieurs années...
Bye. C.