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Cinématique inverse de robots souples dans leur environnementArticle de référence | Réf : S7856 v1
Auteur(s) : Frédéric BOYER, Mazen ALAMIR, Damien CHABLAT, Wisama KHALIL, Alban LEROYER, Philippe LEMOINE
Date de publication : 10 sept. 2006
Relu et validé le 05 févr. 2015
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Comme annoncé, la modélisation du contact fluide-structure procède également selon trois niveaux hiérarchiques, du plus simple au plus sophistiqué. Avant d’entrer dans les détails de ces trois niveaux, il est important de noter que, contrairement à la modélisation solide, celles du fluide et de son influence sur la nage de l’anguille ne peuvent trouver de solution aussi « satisfaisante ». En effet, l’anguille, comme tout autre poisson, utilise activement les phénomènes instationnaires, tels que les vortex qu’elle lâche dans son sillage, de manière à « optimiser » le rendement de sa propulsion. Or, les modèles et simulateurs associés à ces problèmes d’optimisation de la propulsion d’un corps déformable plongé dans un fluide sont à ce jour un sujet émergent de la mécanique des fluides. Voici à présent les trois niveaux de la modélisation du contact et leur fonction dans le projet :
modèles stationnaires 4.1 : ce sont des modèles explicites simplifiés dédiés à la commande et la simulation rapide ;
modèles de fluide parfait 4.2 : ils assurent le lien entre les niveaux 1 et 3 et rendent compte de l’influence des lâchers de vortex sur la nage (phénomènes de synchronisation, etc.) ;
modèles de Navier-Stokes 4.3 : ce sont les modèles les plus fidèles à la réalité du fluide. Ils constituent le socle de référence de toute tentative de modélisation simplifiée du contact fluide-structure.
Les modèles de contact dits stationnaires ne tiennent pas compte de l’évolution de l’écoulement autour de l’anguille. Ils sont de ce fait uniquement dépendants du mouvement relatif des sections par rapport au fluide et, de par leur simplicité, constituent une alternative...
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(1) - TRIANTAFYLLOU (M.S.) - An efficient swimming machine - . Scientific American, mars 1995.
(2) - MERLET (J.P.) - Parallel Robots - . Kluwer Academic Publishers (2000).
(3) - KAROUIA (M.) - Conception structurale de mécanismes parallèles sphériques - . Thèse de doctorat, École centrale de Paris (2003).
(4) - GOSSELIN (C.), HAMEL (J.F.) - The agile eye : a high performance three-degree-of- freedom camera-orienting device - . IEEE Int. Conference on Robotics and Automation, 781-787, San Diego, 8-13 mai 1994.
(5) - BIRGLEN (L.), GOSSELIN (C.), POULIOT (N.), MONSARRAT (B.), LALIBERTÉ (T.) - SHaDe, a new 3-dof haptic device - . IEEE Transactions on Robotics and Automation, 18, no 2, 166-175 (2002).
(6) - AGRAWAL (S.K.), DESMIER (G.), LI (S.) - Fabrication and analysis of a novel 3 dof parallel wrist mechanism - ....
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