Mesure des performances aérodynamiques en soufflerie
La situation et le challenge, exemple de la Formule 1
Mesurer les déformations dynamiques 3D à distance avec une grande précision
Dans le domaine de l'aérodynamique des véhicules, dans celui du sport automobile et plus spécifiquement de la Formule 1, la précision est essentielle. C'est aussi le cas pour toutes les mesures exploitées dans ce secteur, en particulier s'agissant de celles enregistrées lors d'essais en soufflerie. Depuis plusieurs saisons, l'utilisation des solutions de mesure de déplacements et de déformations par vidéo Imetrum s'est largement répandue dans le monde de la Formule 1. Cette adoption généralisée de la technologie DIC point à point développée par Imetrum en soufflerie est le résultat direct des gains de performance qu'elle a permis d'obtenir par chaque écurie.
Pour les aérodynamiciens, il est essentiel de bien comprendre le comportement des surfaces aérodynamiques d'une voiture, par exemple la déflexion au niveau des ailerons, l'influence d'un dispositif aérodynamique sur les caractéristiques mécaniques d'un autre élément, l'évolution d'un paramètre, ou encore les fréquences et amplitudes de déplacements, rotations ou déformations d'éléments les uns par rapport aux autres et par rapport à l'ensemble de la structure de la voiture. Mais pour cela, il est important que le système de mesure utilisé ne modifie pas lui-même les propriétés de la structure et des assemblages, ni le comportement des éléments ou même l'écoulement réel du flux d'air !
Pour les aérodynamiciens, il est essentiel de bien comprendre le comportement des surfaces aérodynamiques d'une voiture, par exemple la déflexion au niveau des ailerons, l'influence d'un dispositif aérodynamique sur les caractéristiques mécaniques d'un autre élément, l'évolution d'un paramètre, ou encore les fréquences et amplitudes de déplacements, rotations ou déformations d'éléments les uns par rapport aux autres et par rapport à l'ensemble de la structure de la voiture. Mais pour cela, il est important que le système de mesure utilisé ne modifie pas lui-même les propriétés de la structure et des assemblages, ni le comportement des éléments ou même l'écoulement réel du flux d'air !
La solution : Mobius
L'objectif que s'est fixé Imetrum pour créer son système de suivi de points multiples en temps réel répond à ce besoin de mesures de déformations de manière non intrusives. Les connaissances acquises en soufflerie avec les systèmes de mesure Imetrum permettent ainsi de valider des modèles d'analyse par éléments finis et des simulations numériques de dynamique des fluides. Cette recherche constante de corrélation entre un modèle mathématique et des résultats d'essais en soufflerie est essentielle pour tirer profit des méthodes CEF.
Mobius intègre ainsi une fonction de correction des mouvements des corps solides. Elle permet d'isoler les mouvements des points cibles sélectionnés de ceux d'un composant solide. Par exemple, cette caractéristique de mesure unique rend possible la mesure des déplacements complexes d'une aile d'avion par rapport au fuselage même si l'avion entier change d'angle de roulis, de tangage et de lacet.
- un système d'extensométrie 3D très haute performance
- des mesures en temps réel à haute vitesse et à distance
- un enregistrement des sources vidéos pour post-traitement
Mesures extensométriques 3D sans contact par vidéo
Dans le domaine du sport automobile, les ingénieurs doivent innover en permanence pour s'adapter aux règlementations en constante évolution. En formule 1, la durée des mesures en soufflerie étant désormais limitée en fonction des performances de la saison précédente, il est impératif de maximiser l'efficacité des essais et de l'acquisition de données de mesure. La solution Mobius conçue par Imetrum est idéale dans ce contexte.
- marquage rapide et simple des cibles
- installation simple et sans risque du système
- mesure de haute précision sans interférence
- synchronisation avec les autres équipements
- possibilité de post-traitement complet
Résultat : des données riches en temps réel + post-traitement
Mobius exploite la puissance des algorithmes DIC Imetrum au cœur de Video Gauge s'exécutant sur une architecture informatique de puissante spécifiquement configurée. Le logiciel Video Gauge pour Mobius fournit une très large gamme d'outils de mesure qui génère un flux de données extrêmement riches en temps réel. Différents protocoles de communication sont d'ailleurs prévus pour faciliter la transmission des données et le contrôle de l'ensemble directement à partir du système d'exploitation de la soufflerie.
Un système unique des coordonnées unifie toutes les mesures produits à partir des différentes optiques 3D connectées au système Mobius. Cette fonctionnalité permet de synchroniser les données de plusieurs optiques stéréoscopiques pour étudier les mouvements et les déformations d'éléments et d'assemblages sous des angles différents ou de travailler sur plusieurs sous-ensembles non visibles dans un seul volume de mesure. Mobius intègre également un méthode spécifique d'identification de ses marqueurs cibles permettant au système de ne demander un temps d'installation que minimal tout en garantissant l'élimination de tout risque de perturbation du flux d'air.
La solution Mobius permettant d'enregistrer sans altération les archives vidéos sources, ses fonctions de post-traitement peuvent être utilisées après les essais pour réajuster les mesures autant de fois que nécessaire une fois l'essai en direct dans la soufflerie est terminé.
Résistant
Conception robuste pour une utilisation en milieu industriel
Sans effort
Optique étalonnée, livrée directement prête à l'emploi
Tolérant
Adaptation aux conditions d'éclairage variables