Experimental and numerical investigations into the linear and nonlinear aeroelastic behaviour of very flexible High Altitude Long Endurance (HALE) wings are conducted to assess the effect of geometrical nonlinearities on wings displaying moderate-to-large displacement. The study shows that the dynamic behaviour of wings under large deflection, and specifically the edgewise and torsion natural frequencies and modal characteristics, are largely affected by the presence of geometrical nonlinearities. A modular wing structure has been manufactured by rapid prototyping and it has been tested to characterise its dynamic and aeroelastic behaviour. At first, several simple isotropic cantilever beams with selected crosssections are numerically investigated to extract their modal characteristics. Experiments are subsequently conducted to validate the geometrically nonlinear dynamics behaviour due to high tip displacement and to understand the influence of the beam cross-section geometry. The structural dynamics and aeroelastic analysis of a very flexible modular selected wing is then investigated. Clean-wing wind-tunnel tests are carried out to assess flutter and dynamic response. The wind-tunnel model display interesting aeroelastic features including the substantial influence of the wing large deformation on its natural frequencies and modal characteristics.

This paper presents the structural shape optimization with linear elastic material, large displacement and small strains. The whole shape optimization process is carried out by coupling a closed geometric shape in R2 with boundaries defined by B-splines curves, automatic mesh generation at each iteration, exact sensitivity analysis and mathematical programming method (SQP: Sequential Quadratic Programming). The design variables are the control point's coordinates which minimize the Von-Mises criteria, with a constraint that the total material volume of the structure remains constant. In this work the sensitivity analysis is performed using two methods: numerically by an efficient finite difference scheme and by the new method called exact Jacobian method. The feasibility of the proposed method is carried out for two numerical examples.

Des Extensomètres souples et de Longue Base (ELB) de mesure sont maintenant disponibles commercialement.Ils sont réalisés avec des fibres optiques interrogées par interférométrie faible cohérence,conditionnées de manière à adhérer continûment à l'ouvrage.Ils sont intéressants pour la surveillance dynamique d'ouvrages d'art car leur longueur significative, vis-à-vis de l'ouvrage étudié, permet d'observer son comportement structurel.L'article s'attache à formuler, de manière analytique, la mesure réalisée par les ELB-CA afin d'anticiper leur réponse.On s'intéresse premièrement au cas du comportement vibratoire linéaire d'une poutre et deuxièmement au cas plus général d'une poutre en grands déplacements.Dans ce deuxième cas, la mesure des ELB, prenant en compte les non-linéarités géométriques, est calculée numériquement.Le calcul analytique des ELB permet alors de montrer les limites de l'hypothèse de linéarité.Des simulations numériques sont présentées pour ces deux cas lors de l'étude dynamique d'une poutre bi-encastrée de type Euler-Bernoulli.Il ressort que la mesure des ELB dépend des non-linéarités géométriques de la structure.En effet, si celles-ci ne sont plus négligeables, les transformées de Fourier des signaux de mesure des ELB contiennent les fréquences propres de la poutre, mais aussi des fréquences supplémentaires, combinaisons de ces fréquences propres.