Présentation des Logiciels

Swordfish

Swordfish est un outil de calcul et d’analyse spécialisé pour l’architecture navale. Il permet d’évaluer la stabilité, la résistance structurelle et la performance hydrodynamique des navires. Son intégration avec Grasshopper permet une approche paramétrique de la conception navale, facilitant l’exploration de multiples itérations et optimisations.

Grasshopper

Grasshopper est un plugin de modélisation paramétrique pour Rhinoceros 3D. Il permet de générer des formes complexes à l’aide d’une approche visuelle basée sur des nœuds et des connexions, plutôt que par des scripts de programmation. Très utilisé en architecture, en design et en ingénierie, il offre une grande flexibilité pour la conception et l’optimisation des formes.

Redessiner le plan

Nous partons d’un plan de forme (http://www.histoiresmaritimesrochelaises.fr/clipper-cc-de-9-m-1961)

La forme est symétrisée pour correspondre à l’orientation de l’application

Mise en l’espace

Réalisation de la demi coque

Sections

Comme dans le premier chapitre les différentes sections sont composées.

Composant : « SF_Hydrostatic »

Description du composant

Le composant SF_Hydrostatic permet de calculer les propriétés hydrostatiques du navire en fonction de sa géométrie et des conditions d’eau. Il est essentiel pour évaluer la flottabilité, la stabilité initiale et la répartition des volumes immergés.

Entrées du composant et leur traduction

1. Water Density – Densité de l’eau
   Définit la densité du fluide dans lequel flotte le navire (ex. eau douce, eau de mer).
2. tVCG (Transversal Vertical Center of Gravity) – Centre de gravité vertical transversal
   Spécifie la position verticale du centre de gravité transversal du navire, influençant son équilibre et sa stabilité.
3. Set Mode – Mode de réglage
   Permet de définir les conditions de calcul hydrostatique (ex. déplacement fixe, tirant d’eau donné, etc.).

Le composant est décrit en détail dans le chapitre précédent.

SAC Geometries – Géométries de la courbe des aires immergées
Génère les profils hydrostatiques utilisés pour l’analyse des volumes immergés et du comportement du navire en flottaison.

Composant : « SF_Balance »

Description du composant

Le composant SF_Balance permet d’analyser l’équilibre hydrostatique du navire en fonction de différentes conditions de charge.

Entrées du composant et leur traduction

1. SFHull → Référence à la coque du navire.
2. SFLoadCase → Cas de charge appliqué.
3. Volume Tolerance → Tolérance sur le volume immergé.
4. Distance Tolerance → Tolérance sur la distance entre le centre de flottabilité et le centre de gravité.
5. iMax → Nombre maximal d’itérations pour le calcul d’équilibre.
6. Set mode (0 Brep, 1 Mesh, 2 Hydrosections) → Mode de représentation de la coque.
7. Run → Exécute le calcul d’équilibre.

Sorties du composant et leur traduction

1. Report → Rapport détaillé de l’analyse.
2. SFHull → Coque du navire mise à jour après l’analyse.
3. Frame of Reference → Référentiel utilisé.
4. Center of Gravity → Position du centre de gravité.
5. Center of Buoyancy → Position du centre de flottabilité.

Des éléments comme le centre de Gravité ou le centre de flottabilité peuvent être identifiés par un objet particulier, une sphère par exemple.

Composant : « SF_Stability »

Description du composant

Le composant SF_Stability permet d’analyser la stabilité du navire sous différentes conditions de gîte.

Entrées du composant et leur traduction

1. SFHull → Référence à la coque du navire.
2. SFLoadCase → Cas de charge appliqué.
3. Volume Tolerance → Tolérance volumique pour les calculs.
4. Distance Tolerance → Tolérance de distance pour les calculs.
5. Start Angle → Angle de départ pour l’analyse.
6. Target Angle → Angle cible à atteindre.
7. iMax → Nombre maximal d’itérations.
8. Set mode → Mode de calcul : 0 (Brep), 1 (Mesh), 2 (Hydrosections).
9. Run → Déclenche l’analyse.

Sorties du composant et leur traduction

1. Report → Rapport des résultats.
2. SFHull → Coque analysée.
3. Frame of Reference → Référentiel utilisé.
4. Center of Gravity → Centre de gravité.
5. Center of Buoyancy → Centre de carène.
6. Righting Arm → Bras de redressement du navire.

Incorporer les résultats dans les planches de formes.

Correspondances entre les composants 

Correspondance entre les entrées et les sorties

Entrées (paramètres définis par l’utilisateur)	Sorties (résultats calculés)
LOA (Length Overall) – Longueur hors tout	LOA (8.985 m)
BOA (Beam Overall) – Largeur hors tout	BOA (2.769 m)
BOA Position – Position de la largeur maximale	Pas directement indiqué, mais influence probablement BWL (2.591 m)
Draft as BOA – Tirant d’eau en fonction de la largeur	T (0.606 m)
Stern Width Percentage – Pourcentage de la largeur à la poupe	Peut être déduit à partir de BOA et BWL, mais pas explicitement donné
Bow Knuckle Height – Hauteur du bouchain avant	Probablement lié à FF (1.054 m)
Stern Height – Hauteur de la poupe	Probablement lié à FA (0.684 m)
Chine – Bouchain	Peut influencer Cb (0.344), Cp (0.521)
Freeboard – Franc-bord	FF (1.054 m), FA (0.684 m), FM (0.754 m)
Bow Angle – Angle de l’étrave	Probablement pris en compte dans Cp_fwd (0.518)

Certaines correspondances sont directes (LOA, BOA, T), d’autres sont plus implicites et influencent des coefficients comme Cp, Cb, Cm, qui décrivent la forme générale de la coque. Pour obtenir une correspondance exacte pour les autres paramètres, il faudrait vérifier les définitions précises de chaque valeur dans Swordfish.

Correspondance détaillée entre les entrées et les sorties

Entrées (paramètres définis par l’utilisateur)	Sorties (résultats calculés)	Interprétation et influence sur la géométrie
LOA (Longueur hors tout)	LOA = 8.985 m	La longueur totale du bateau de l’étrave au tableau arrière.
BOA (Largeur hors tout)	BOA = 2.769 m	Largeur maximale du bateau, influençant la stabilité et l’espace intérieur.
BOA Position (Position de la largeur maximale)	BWL = 2.591 m	La largeur maximale à la flottaison est légèrement inférieure à la BOA, ce qui indique une certaine tonture dans les œuvres mortes.
Draft as BOA (Tirant d’eau en fonction de la largeur)	T = 0.606 m	Profondeur immergée de la coque, affectant la stabilité et la résistance hydrodynamique.
Stern Width Percentage (Pourcentage de la largeur à la poupe)	Dérivable à partir de BWL et BOA	La poupe est plus étroite que la largeur maximale, ce qui peut être vérifié par l’analyse de la courbe de la section arrière.
Bow Knuckle Height (Hauteur du bouchain avant)	FF = 1.054 m	Hauteur du pont à l’étrave par rapport à la ligne de flottaison, influençant la capacité du bateau à couper les vagues.
Stern Height (Hauteur de la poupe)	FA = 0.684 m	Hauteur du pont à la poupe, impactant la forme arrière du bateau.
Chine (Bouchain)	Influence Cp, Cb, Cm	Un bouchain marqué modifie le coefficient prismatique et le coefficient de bloc.
Freeboard (Franc-bord)	FF = 1.054 m, FA = 0.684 m, FM = 0.754 m	Indique la hauteur du pont au-dessus de l’eau aux différentes sections du bateau.
Bow Angle (Angle de l’étrave)	Cp_fwd = 0.518	Indique si l’étrave est fine ou plus volumineuse (proue droite ou tulipée).

Comment reconstituer la carène ?

1. Définir les dimensions principales
   • LOA : longueur hors tout
   • BOA : largeur hors tout
   • BWL : largeur à la flottaison
   • T : tirant d’eau
2. Déterminer les formes longitudinales
   • Cp (0.521) et Cp_fwd (0.518) indiquent une proue relativement fine.
   • Cp_aft (0.524) montre que l’arrière est légèrement plus volumineux que l’avant.
   • LCB (-4.807 m) et LCF (-4.99 m) sont placés en arrière du centre du bateau, suggérant une carène légèrement porteuse vers l’arrière.
3. Analyser les sections transversales
   • Cm (0.67) : La section maîtresse n’est pas un rectangle parfait, mais plutôt un profil arrondi.
   • Am (1.037 m²) : Aire de la section maîtresse, utilisée pour redessiner la forme du maître bau.
4. Intégrer les hauteurs de pont et les bouchains
   • FF, FA, FM donnent la hauteur du pont selon les endroits.
   • Chine (non donné directement) doit être estimé en fonction du coefficient de bloc (Cb = 0.344), ce qui laisse penser à une coque assez élancée avec une certaine finesse sous la flottaison.
5. Définir la poupe et l’étrave
   • Bow Angle : Inclinaison de l’étrave à partir de Cp_fwd.
   • Stern Width Percentage : Estimé avec BWL et Cp_aft, donne une indication sur la largeur arrière.