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Theoretical and numerical methods uses as design tool for an aircraft : application on three real-world configurations

Anton, Nicoleta (2013). Theoretical and numerical methods uses as design tool for an aircraft : application on three real-world configurations. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The mathematical models needed to represent the various dynamics phenomena have been conceived in many disciplines related to aerospace engineering. Major aerospace companies have developed their own codes to estimate aerodynamic characteristics and aircraft stability in the conceptual phase, in parallel with universities that have developed various codes for educational and research purposes.

This paper presents a design tool that includes Derivatives code, the new weight functions method and the continuity algorithm. FDerivatives code, developed at the LARCASE laboratory, is dedicated to the analytical and numerical calculations of the aerodynamic coefficients and their corresponding stability derivatives in the subsonic regime. It was developed as part of two research projects. The first project was initiated by CAE Inc. and the Consortium for Research and Innovation in Aerospace in Quebec (CRIAQ), and the second project was funded by NATO in the framework of the NATO RTO AVT–161 « Assessment of Stability and Control Prediction Methods for NATO Air and Sea Vehicles” program. Presagis gave the « Best Simulation Award" to the LARCASE laboratory for FDerivatives and data FLSIM applications. The new method, called the weight functions method, was used as an extension of the former project. Stability analysis of three different aircraft configurations was performed with the weight functions method and validated for longitudinal and lateral motions with the root locus method. The model, tested with the continuity algorithm, is the High Incidence Research Aircraft Model (HIRM) developed by the Swedish Defense Research Agency and implemented in the Aero-Data Model In Research Environment (ADMIRE).

Titre traduit

Méthodes théoretiques et numériques utilisées comme outil de conception d'un aéronef: application sur trois configurations réelles

Résumé traduit

La génération de modèles mathématiques d'aujourd'hui nécessaires pour représenter les différents phénomènes dynamiques sont conçus dans de nombreuses disciplines liées à l'ingénierie aérospatiale. Les grandes compagnies aérospatiales ont développé leurs propres codes pour estimer les caractéristiques aérodynamiques et de stabilité des avions dans la phase de conception. Parallèlement, les universitaires ont développé des codes différents pour la recherche.

Cette thèse présente un nouvel outil de conception qui inclut le code FDerivatives, la nouvelle méthode de la fonction du poids et l'algorithme de continuité. Le code FDerivatives, développé au laboratoire LARCASE, a été consacré aux calculs analytiques et numériques des coefficients aérodynamiques et leurs dérivées de stabilité pour le régime subsonique et il a été conçu dans le cadre de grands projets de recherche. Le premier projet a été initié par CAE Inc. et le Consortium de Recherche et d'Innovation en Aérospatiale au Québec (CRIAQ), tandis que le second projet a été financé par l'OTAN dans le cadre de l'OTAN RTO AVT-161 « Évaluation des méthodes de prédiction de la stabilité et de contrôle pour les véhicules aériens et maritimes de l'OTAN", projet récompensé par le « Prix d'excellence scientifique RTO 2012 », le prix le plus prestigieux offert à l'équipe de recherche AVT-161 de l'OTAN. Le prix pour « La meilleure simulation" a été donné a l'équipe de laboratoire LARCASE par la compagnie Presagis pour l'analyse de la stabilité de l'avion Hawker 800XP en utilisant les codes FDerivatives et FLSIM.

La nouvelle méthode appelée méthode de la fonction de poids a été utilisée pour l'analyse de la stabilité des trois configurations d'avions différents, et ces résultats ont été validés avec la méthode du lieu des racines. Le dernier modèle testé par l'algorithme de continuité est le High Incidence Research Aircraft Model (HIRM) qui a été développé par l'Agence suédoise de recherche pour la défense et implémenté dans le code appelé Aero-Data Model In Research Environment (ADMIRE).

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fullfilment [i.e. fulfilment] of the requirements for the degree of doctor of philosphy [i.e. philosophy]". Bibliographie : pages 225-231.
Mots-clés libres: Aéronefs Conception et construction. Hawker (Avions) Hawker (Avions) Stabilité. Aérodynamique. Vol Dynamique des fluides. Souffleries aérodynamiques. ADMIRE, algorithme, AVT-161, code, configuration, continuité, FDerivatives, HIRM, laboratoire, LARCASE, méthode, numérique, OTAN, RTO, lieu des racines, dérivées de stabilité, fonctions de poids
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Botez, Ruxandra
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 18 nov. 2013 17:19
Dernière modification: 08 mars 2017 02:34
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1218

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