Profil des foils en J : la forme optimisée retenue
Section 2D optimisée puis vérifiée avec XFoil, à 15 nds et rake 4°, dans les 9 conditions de vol du lot B révisé : trois masses (295, 332,5 et 370 kg) × ligne droite, entrée en virage et virage établi. Référence : le profil actuel du Duo (CAO lissée, dite CST6).
Traînée de profil des deux J comparée au profil actuel. Ncrit 9 et Ncrit 3 : transition libre de la couche limite, eau calme puis plus perturbée. Transition forcée : couche limite turbulente dès 1 % de la corde, le cas le plus défavorable.
1. Écart de traînée, condition par condition
Chaque case compare la traînée de profil des deux J à celle du profil actuel, dans une condition de vol figée du lot B révisé. Les conditions ne sont jamais moyennées entre elles.
| Phase et masse | Ncrit 9 | Ncrit 3 | Ncrit 1 | Forcée |
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2. Où se fait le gain
Écart de traînée selon la portance, à Re 1,858 million et 280 panneaux : sous zéro, la forme retenue traîne moins que le profil actuel.
3. La forme
Contours
Écart de forme, en mm
Forme retenue moins profil actuel, le long de la corde (286,5 mm, de 0 % au bord d’attaque à 100 % au bord de fuite). Positif : surface plus haute.
| Grandeur | Profil actuel | Forme retenue |
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4. La méthode en bref
Progression des trois départs
Axe vertical : traînée de la pire condition rapportée au profil actuel (1 = profil actuel ; plus bas = mieux).
5. Les dix formes vérifiées et la règle de retenue
Trois meilleures formes de chaque départ, plus le NACA 66(1)-212 du lot D, repassées dans la chaîne de calcul du lot D. Règle fixée avant les résultats : une forme est admissible si ses 27 conditions (Ncrit 9, Ncrit 3, forcée) convergent toutes, si la transition forcée ne dépasse nulle part +1 %, si sa portance maximale observée égale au moins celle du profil actuel et si le résultat varie de moins de 2 % entre maillages. Parmi les admissibles, on retient celle dont le pire écart est le plus bas.
| Forme | Écart Ncrit 9 et 3, conditions convergées | Convergées /27 | Forcée | Cm | Verdict |
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Barre : étendue des écarts au profil actuel sur les conditions Ncrit 9 et 3 qui ont convergé ; le trait vertical marque zéro. Une forme incomplète peut sembler meilleure parce que ses conditions difficiles manquent.
6. Avantages et inconvénients du profil obtenu
+Avantages
−Inconvénients et limites
Et le NACA 66(1)-212, mis en avant par le lot D ?
Sources : optimisation_foils_1510/etape1/E_revise_1910/ — COMPTE_RENDU.md, PROTOCOLE.md, retenue.json, verification/. Aucune forme n’est validée pour le bateau par ces calculs 2D : l’équilibre complet (Cm → safran), la hauteur de vol et les effets 3D restent à faire.
Lot D révisé : les profils connus face au profil actuel
Section 2D calculée avec XFoil, à 15 nds, rake 4°, eau plate, dans les conditions de vol révisées de B et C. Référence : profil actuel du Duo (CAO lissée CST6). Le lot E révisé, plus haut, a repris le meilleur de ces profils comme point de départ.
Comparé au profil actuel du Duo, à épaisseur égale (11,7 %). Mis en avant le 19/10 sur des calculs 2D, puis écarté par la règle de retenue du lot E révisé (voir plus haut).
Pourquoi celui-ci
Traînée de profil des deux J, en écart au profil actuel. Ncrit 9 : transition libre, eau calme. Transition forcée : couche limite turbulente dès 1 % de la corde, cas le plus défavorable.
Forme de la section
Traînée selon la portance
● Profil actuel (CAO lissée) ● (mis en avant par D). Re 1,858 million, 280 panneaux ; les interruptions sont des points non convergés.
Écart de traînée selon la phase et la transition
| Phase | Ncrit 9 | Ncrit 3 | Ncrit 1 | Forcée |
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Étendue sur les trois masses (295, 332,5 et 370 kg). Négatif : moins de traînée que le profil actuel. * une masse sans calcul convergé.
Comparaison avec les autres profils envisagés
Les 20 profils connus calculés dans les mêmes conditions, rangés du moins au plus traînant. Le profil mis en avant par le lot D est surligné. Choisir la masse, la phase et la transition : elles ne sont jamais mélangées.
La transition décrit le passage d’une couche limite laminaire à turbulente. Ces réglages sont des hypothèses, pas des mesures de l’état de l’eau. Écart négatif : moins de traînée que la référence. La force affichée concerne seulement la traînée de profil des deux J, à états du bateau inchangés. « Incomplet » signifie que les calculs nécessaires ne convergent pas tous.
| Profil | Traînée des J | Écart / CAO lissée | Couverture | CL maximal observé* |
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* Maximum observé à Re 1,858 million et 280 panneaux, hors sélection de masse/phase. Un balayage incomplet ne certifie pas le maximum. En transition forcée, le maximum de référence reste indéterminé ; aucune conformité n’est déduite.
Regarder un autre profil en détail
● CAO lissée ● Profil comparé
Forme de la section
Axes à la même échelle. Profils candidats normalisés à 11,718 % d’épaisseur et 0,630 % de bord de fuite.
Traînée en fonction de la portance
Re 1,858 million, 280 panneaux, transition choisie plus haut. Les interruptions correspondent aux points non convergés. Ce graphique ne change pas avec la masse ou la phase.
Pression et cavitation : lire les alertes
Une marge σ + Cpmin négative signale une pression théorique trop basse. Ce calcul 2D ne simule ni les bulles ni la ventilation et ne prouve pas que le bateau cavite. Une marge positive ne garantit pas l’absence de cavitation réelle.
Le point critique de C correspond à 370 kg, vers 1,20 s pendant l’entrée, sur une section très peu immergée de 1,4 cm². Le diagnostic à 22 nœuds explore CL −0,25 à +0,60 à profondeur nulle : aucune trajectoire à cette vitesse n’est supposée.
Ce que cette comparaison permet de conclure
La comparaison porte sur des sections 2D à états B figés, pas sur la résistance totale ou la hauteur de vol. La géométrie réelle, la transition, la surface libre et les effets 3D restent des limites. Les contrôles complémentaires concernent sept candidats et ne suppriment pas les échecs de convergence. Les maxima libres sont comparés à ceux de CST6 ; un maximum inférieur observé n’est pas une preuve de limite physique si le balayage est incomplet. Le profil mis en avant l’était pour la suite de l’étude, pas comme profil validé pour le bateau ; le lot E révisé l’a repris comme départ puis écarté par sa règle de retenue.
Les formes optimisées du lot E ci-dessous restent datées du 16 octobre ; elles n’ont pas été réoptimisées dans D.
Historique — profils optimisés du lot E, 16 octobre 2026
Résultats historiques, non réévalués avec les conditions B/C du 19 octobre. Les mentions de profil retenu ci-dessous appartiennent au classement du 16 octobre.
Profil des foils en J du BirdyFish Duo : ancien et optimisés
Optimisation des foils, étape 1 (section 2D, calcul XFoil), lots A à E, 16 octobre 2026. Point de travail : 15 nds, rake 4°, eau plate.
En bref : gain de traînée par rapport à l'ancien profil
Coefficient de traînée de section moyen, moyenne de 4 maillages. Ligne droite : CL 0,15 à 0,30 ; virage : CL 0,35 à 0,55. Négatif = moins de traînée. Ncrit 9 : eau calme et surface lisse ; Ncrit 3 : eau agitée ; turbulent : transition forcée près du bord d'attaque (surface rugueuse ou sale).
1. Les formes
Les trois sections ont la même épaisseur maximale (11,72 % de la corde) et le même bord de fuite (0,63 %). Trait gris horizontal : la corde. Les formes diffèrent de moins de 2 mm sur 286 mm de corde, à peine visibles ici : la figure suivante montre les écarts.
Déplacement des faces par rapport à l'ancien profil (mm)
Trait plein : extrados (face haute) ; pointillé : intrados (face basse). Positif = vers le haut. Passer le pointeur pour lire les valeurs.
2. La traînée selon la portance
Coefficient de traînée de section (CD) en fonction du coefficient de portance (CL), à Re 1,86·10⁶ (15 nds, corde 0,2865 m), moyenne de 4 maillages (160 à 360 panneaux). Bande grise : CL des sections en ligne droite. En virage, elles montent jusqu'à 0,55.
Voir les valeurs des polaires
3. Comparaison chiffrée
CD moyen : moyenne sur CL 0 à 0,55 et sur 4 maillages. CL max : à 280 panneaux. XFoil le surestime en général et sa valeur varie de quelques millièmes d'un maillage à l'autre : il ne sert qu'à comparer des profils calculés de la même façon. Cavitation : indicateur 2D (Cp minimal comparé à σ).
Voir la vérification des 11 formes
4. Les étapes de calcul
- Outil de calculXFoil (MIT, calcul de profils 2D) recompilé, car le paquet Ubuntu plantait. Vérifié contre une polaire publiée du NACA 0012.
- Conditions de travail des JSolveur statique du simulateur, 15 nds, rake 4°, 3 masses. Les sections portent un CL de 0,14 à 0,30 en ligne droite, jusqu'à 0,55 en virage, à Re ≈ 1,9·10⁶.
- Ancien profil dans XFoilSection reconstruite depuis le maillage de la CAO. Le calcul est instable : la transition saute selon le nombre de panneaux.
- 21 profils publiésComparés à épaisseur égale. Deux NACA semblaient freiner 17 à 24 % de moins. Ce gain disparaît une fois le contour CAO lissé.
- Optimisation de formeLe contour CAO est d'abord lissé : 14 coefficients (méthode CST), à 0,3–0,7 mm près au nez. Ensuite, trois recherches automatiques de 450 essais chacune (Nelder-Mead) partent de la CAO lissée ou du 65(1)-412. Objectif : la traînée moyenne en eau calme et agitée, sur CL 0 à 0,55. Contraintes : CL max, cavitation, traînée turbulente au plus +1 %, nez et arrière pas plus fins. Enfin, les 3 meilleures formes de chaque recherche sont vérifiées sur 4 maillages.
- À venirChoisir le poids ligne droite / virage, puis relancer l'optimisation si besoin (1 h 30 de calcul). Passer le profil choisi dans l'équilibre complet du bateau, car son moment de tangage charge le safran. Mesurer le nez d'un vrai foil.