Vers la conception robuste d'aéronefs vis-à-vis du comportement aéroélastique en contexte incertain

Toward robust design of aircraft concerning aeroelastic flutter under uncertainties

• Auteur / Autrice : Marie Cianci
• Direction : Emmanuel Foltete, Scott Cogan
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Département Mécanique Appliquée
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : École nationale supérieure de mécanique et des microtechniques (Besançon)

Mots clés

Mots clés libres

Conception robuste

Dynamique des structures

Aéroélasticité

Flottement

Méconnaissances de modèles

Robust design

Structural dynamics

Aeroelasticity

Flutter

Lack of knowledge

Résumé

L'enjeu principal de cette thèse est le développement des outils d'aide à la décision permettant d'évaluer la robustesse de prédiction du flottement vis-à-vis des sources dominantes d'incertitudes aléatoires et de méconnaissances de modèle. Plusieurs axes de recherche sont envisagés : (1) Dans un premier temps, l'ensemble des paramètres d'entrée pour l'analyse de flottement sera détaillé, comprenant les propriétés mécaniques et matériaux de la structure, le paramétrage des couplages aérodynamiques, mais aussi les paramètres issus des résultats des essais vibratoires au sol. (2) Des analyses de criblage et de sensibilité adaptées aux comportements en flottement seront développées permettant de prioriser l'influence des paramètres d'entrée afin de réduire l'espace incertain à un sous ensemble dominant. (3) Une méthodologie de planification d'essai à partir du modèle nominal sera élaborée permettant de définir les points de mesure et d'excitation ainsi que les configurations structurales à étudier afin de disposer des informations optimales pour l'analyse de robustesse. (4) Un algorithme d'analyse de robustesse sera développé dans le but de quantifier efficacement le niveau d'incertitude qui peut être toléré, pour une conception donnée, avant de rencontrer les instabilités de comportement.

The main challenge of this thesis is the development of decision support tools to evaluate the robustness of flutter prediction with respect to the dominant sources of random uncertainties and model lack of knowledge. Several research topics are envisaged: (1) Initially, all the input parameters for the flutter analysis will be detailed, including the mechanical and material properties of the structure, the parameterization of the aerodynamic couplings, but also the parameters derived from the results of the ground vibration tests. (2) Screening and sensitivity analyses adapted to aeroelastic flutter will be developed to prioritize the influence of input parameters in order to reduce the uncertain space to a dominant subset. (3) A test planning methodology based on the nominal model will be developed to define the measurement and excitation points as well as the structural configurations to be studied in order to have the optimal information for the robustness analysis. (4) A robustness analysis algorithm will be developed with the aim of efficiently quantifying the level of uncertainty that can be tolerated, for a given design, before encountering aeroelastic instabilities.