Brevet FR3038980A1 (20170120)
REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de la résistance aérodynamique d'un objet ou d'une personne ayant un mouvement propre caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : - acquisition entre deux instants tut et tfin de nuages de points 3D correspondant aux positions dans l'espace de différents points positionnés en différents endroits de l'objet ou de la personne, - détermination de modèles 3D en fonction du temps, pour chaque instant entre tut et tfin, à partir des points des nuages de points acquis à chaque instant entre les instants t nit et tfin, - simulation du déplacement des solides décrits par les nuages de points correspondant à l'objet ou à la personne dans un fluide, pour chaque instant entre les instants tut et tfin, - calcul de la moyenne des forces de résistance aérodynamique exercée sur l'objet ou la personne entre lesdits instants tut et tfin.\n<CLM>\1\tProcédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'acquisition de nuages de points consistent au moins dans les étapes suivantes de : - projection d'un motif, tel qu'un Moiré par exemple, sur l'objet ou la personne, - acquisition de plusieurs images du motif projeté entre les instants tmit et tfin, - calcul par triangulation et enregistrement de la position de points appartenant au motif, entre les instants tut et tfin.\n<CLM>\1\tProcédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'étape de détermination des modèles 3D en fonction du temps à partir des points des nuages de points acquis à chaque instant entre les instants tut et tfin consiste au moins dans les étapes suivantes de : 3038980 17 - application d'au moins un prétraitement des données relatives aux ensembles de nuages de points enregistrés, - détermination d'un maillage à partir des données relatives aux ensembles de nuages de points enregistrés et traités. 5\n<CLM>\1\tProcédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape de prétraitement des données relatives aux ensembles de points enregistrés consiste au moins dans une étape de filtrage des points aberrants et/ou de filtrage du bruit et/ou de lissage spatio-temporel. 10\n<CLM>\1\tProcédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'étape de simulation du déplacement des solides décrits par les nuages de points correspondant à l'objet ou à la personne dans un fluide, pour chaque instant entre les instants tmit et tfin, consiste au moins dans les étapes suivantes de : 15 - décomposition, dans une base orthogonale (i,j,k), du vecteur D correspondant au déplacement relatif du solide dans le fluide comme la différence entre le vecteur V correspondant au vecteur caractéristique du mouvement du fluide et le vecteur C correspondant au vecteur caractéristique du mouvement de l'objet ou de la personne, 20 - détermination du vecteur D en fonction de C, Vx, Vy et Vz, avec C la vitesse de l'objet ou de la personne en considérant que le mouvement de l'objet ou de la personne est réalisé suivant l'axe i, Vx la vitesse du vent selon l'axe i, Vy la vitesse du vent selon l'axe j et Vz la vitesse du vent selon l'axe k, 25 - détermination de la loi de probabilité jointe aux variables C, Vx, Vy et Vz, lesdites variables étant considérées comme des variables aléatoires non-indépendantes, correspondant à la densité P(C,Vx,Vy,Vz).\n<CLM>\1\tProcédé selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que la moyenne des 30 forces de résistance aérodynamique est déterminé en calculant l'intégrale quadruple du produit de la densité P(C,Vx,Vy,Vz) et des forces de résistance aérodynamique exercée sur l'objet ou la personne F(D(C,Vx,Vy,Vz)). 3038980 18\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que les forces de résistances aérodynamique F(D(C,Vx,Vy,Vz)) sont déterminées par simulation numérique utilisant les équations de Navier-Stokes et/ou les équations Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), et de préférence le modèle dit SST selon l'acronyme anglo-saxon Shear-Stress Transport). Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que la moyenne des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que l'écoulement du fluide est parallèle au plan horizontal, i.e que la composante Vx est nulle. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que la moyenne des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que la force du vent V ne dépend pas de sa direction. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que la moyenne des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que la vitesse de l'objet ou de la personne ayant un mouvement propre ne dépend pas de la force V du vent ni de sa direction. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que la moyenne des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que le mouvement propre de l'objet ou de la personne est symétrique par rapport à l'axe défini par i. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 caractérisé en ce que la moyenne des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant les nuages de points enregistrés dans un intervalle de temps t, t et tft. égal à la période du mouvement propre de l'objet ou de la personne. Système de détermination de la résistance aérodynamique d'un objet ou d'une personne ayant un mouvement propre caractérisé en ce qu'il comporte au moins : des moyens d'acquisition entre deux instants tut et tfin de nuages de points 3D correspondant à la position dans l'espace de différents points positionnés en différents endroits de l'objet ou de la personne, 5\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t25\n<CLM>\1\t3013. 3038980 19 5 10\n<CLM>\1\t15 20\n<CLM>\1\t25 30\n<CLM>\1\t- des moyens de détermination de modèles 3D en fonction du temps, pour chaque instant entre tut et tfin, à partir des points des nuages de points acquis à chaque instant entre tut et tfin, - des moyens de simulation du déplacement des solides formés par les nuages de points correspondant à l'objet ou la personne dans un fluide, pour chaque instant entre les instants tut et tfin, - des moyens de calcul de la moyenne des forces de résistance aérodynamique exercée sur l'objet ou la personne en mouvement entre lesdits instants tut et tfin. Système suivant la revendication 13 caractérisé en ce que les moyens d'acquisition de nuages de points comprennent au moins : - des moyens de projection d'un motif, tel qu'un Moiré par exemple, sur l'objet ou la personne, - des moyens d'acquisition de plusieurs images du motif projeté entre les instants tut et tfin, - des moyens de calcul par triangulation et d'enregistrement de la position de points appartenant au motif, entre les instants tut et tfin. Système suivant l'une quelconque des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de modèles 3D en fonction du temps à partir des points des nuages de points acquis à chaque instant entre les instants t nit et tfin comprennent au moins : - des moyens de prétraitement des données relatives aux ensembles de nuages de points enregistrés, - des moyens de détermination d'un maillage à partir des données relatives aux ensembles de nuages de points enregistrés et traités Système suivant la revendication 15 caractérisé en ce que les moyens de prétraitement des données relatives aux ensembles de points enregistrés consistent au moins dans un filtre des points aberrants et/ou un filtre du bruit et/ou des moyens de lissage spatio-temporel. 3038980 20\n<CLM>\1\tSystème suivant l'une quelconque des revendications 13 à 16 caractérisé en ce que lesdits moyens de simulation du déplacement des solides formés par les nuages de points correspondant à l'objet ou à la personne dans un fluide, pour 5 chaque instant entre les instants tut et tfin, comprennent au moins : - des moyens de décomposition, dans une base orthogonale (i,j,k), du vecteur D correspondant au déplacement relatif du solide dans le fluide comme la différence entre le vecteur V correspondant au vecteur caractéristique du mouvement du fluide et le vecteur C correspondant 10 au vecteur caractéristique du mouvement de l'objet ou de la personne, - des moyens de détermination du vecteur D en fonction de C, Vx, Vy et Vz, avec C la vitesse de l'objet ou de la personne, en considérant que le mouvement de l'objet ou de la personne est réalisé suivant l'axe i, Vx la vitesse du vent selon l'axe i, Vy la vitesse du vent selon l'axe j et Vz 15 la vitesse du vent selon l'axe k, des moyens de détermination de la loi de probabilité jointe aux variables C, Vx, Vy et Vz, lesdites variables étant considérées comme des variables aléatoires non-indépendantes, correspondant à la densité P(C,Vx,Vy,Vz). 20\n<CLM>\1\tSystème selon les revendications 13 et 17 caractérisé en ce que la moyenne F', des forces de résistance aérodynamique est déterminée en calculant l'intégrale quadruple du produit de la densité P(C,Vx,Vy,Vz) et des forces de résistance aérodynamique exercées sur l'objet ou la personne F(D(C,Vx,Vy,Vz)). 25\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 18 caractérisé en ce que les forces de résistances aérodynamique F(D(C,Vx,Vy,Vz)) sont déterminées par simulation numérique utilisant les équations de Navier-Stokes et/ou les équations Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), et de préférence le modèle dit SST selon l'acronyme 30 anglo-saxon Shear-Stress Transport).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications 17 à 19 caractérisé en ce que la moyenne F., des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant 3038980 21\n<CLM>\1\t5\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t25 que l'écoulement du fluide est parallèle au plan horizontal, i.e que la composante Vx est nulle. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 20 caractérisé en ce que la moyenne F., des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que la force du vent V ne dépend pas de sa direction. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 21 caractérisé en ce que la moyenne F., des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que la vitesse de l'objet ou de la personne en mouvement ne dépend pas de la force V du vent ni de sa direction. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 22 caractérisé en ce que la moyenne F., des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant que le mouvement propre de l'objet ou de la personne est symétrique par rapport à l'axe défini par i. Système selon l'une quelconque des revendications 17 à 23 caractérisé en ce que la moyenne F., des forces de résistance aérodynamique est calculée en considérant les nuages de points enregistrés dans un intervalle de temps tut et tfin égal à la période du mouvement propre de l'objet ou de la personne. Application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12 à la détermination de la résistance aérodynamique d'un cycliste ayant un mouvement propre de pédalage sur un vélo.