Étude comparée de méthodes de calcul des efforts de radiation pour application à l’aviron

Comparative study of two methods to compute the radiation forces for application to rowing

Laboratoire de Mécanique des Fluides de l’Ecole Centrale de Nantes, LMF - UMR CNRS 6598
email : Francois.Rongere@ec-nantes.fr

Résumé

Le calcul des efforts de radiation en simulation nécessite une approche temporelle pour prendre en compte la dépendance à la fréquence des coefficients hydrodynamiques. Cet article se concentre sur la partie mémoire des efforts de radiation. Deux méthodes sont testées et comparées en termes de résultats et de facilité de mise en œuvre ; la première tire avantage d’une approximation des réponses impulsionnelles par des séries d’exponentielles, la seconde s’appuie sur une identification de la réponse fréquentielle par matrice de transfert pour se placer ensuite dans l’espace d’état et profiter des techniques de réduction de modèles. Les deux méthodes conduisent à des équations différentielles du premier ordre à coefficients constants à ajouter aux équations de la dynamique. Les méthodes sont mises en œuvre avec des séquences temporelles des vitesses de tangage, pilonnement et cavalement calculées par le simulateur de GMRS (Global Mechanical Rowing Simulator).

Abstract

The computation of radiation forces in simulation requires a temporal approach to take into account the dependency of hydrodynamic coefficients to frequency. This article focuses on the memory part of the radiation efforts. Two methods are tested and compared in terms of results and ease of implementation. The first one takes advantage of an approximation of the impulse responses by series of exponentials, the second starts from an identification of the transfer matrix from frequency response, and then moves in space state, taking advantage of model reduction techniques. Both methods lead to first order differential equations with constant coefficients added to the dynamics equations. Both methods are implemented with temporal sequences of pitching, heaving and surging velocities computed by GMRS (Global Mechanical Rowing Simulator).