Objets asymétriques latéralement et écoulement des fluides

Publié par Redbran le 24/02/2017 à 12:00
Source: CNRS-INSIS
Une nouvelle crise dans l'écoulement des fluides autour des objets asymétriques.

L'écoulement des fluides autour d'un objet peut être considérablement modifié lorsque la vitesse augmente au-delà d'une valeur critique. La force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) de traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un...), qui s'oppose au mouvement du corps, connaît alors une brusque décroissance. Des chercheurs de l'IRENav et du laboratoire FAST ont montré que cette crise de traînée était accompagnée au même moment, pour les objets asymétriques, d'une crise de portance. Il s'agit d'une force qui s'exerce dans la direction perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en...) à la force de traînée et permet, entre autres, aux avions de voler. Ces travaux sont publiés dans Physical Review Letters.

Quand un corps se déplace dans un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...), la force de traînée s'oppose à son mouvement et augmente sensiblement comme le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) de la vitesse relative (L'expression vitesse relative est communément utilisée, pour exprimer la différence...). On sait cependant, depuis les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) de Gustave Eiffel (Alexandre Gustave Bonnickausen dit Eiffel (15 décembre 1832, Dijon - 27 décembre 1923, Paris),...) en 1914, que cette force diminue brusquement quand on dépasse une vitesse (On distingue :) critique. Cette "crise de traînée" explique, par exemple, pourquoi les balles de golf parcourent d'aussi grandes distances lorsqu'elles sont frappées suffisamment fort. Des chercheurs du laboratoire Fluides, automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) et systèmes thermiques (FAST, CNRS/Université Paris-Sud) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de l'École navale (IRENav) ont cependant constaté que, pour les objets asymétriques latéralement, la crise de traînée s'accompagne d'une forte amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les...) de la portance.


Champ de vitesse moyenné dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) pour un obstacle en forme de demi-cylindre: en haut, au-dessous de la vitesse critique et en bas, au-dessus de la vitesse critique.

Les chercheurs ont utilisé des objets de diverses formes non symétriques, par exemple un demi-cylindre placé dans un écoulement horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la...), face arrondie vers le haut. Par des techniques d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...), ils ont observé que les lignes d'écoulement se modifient brutalement à partir d'une certaine vitesse. Cela provoque en même temps les crises de traînée et de portance. Jusqu'alors très faible et dirigée vers le bas, la portance change de sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) et s'amplifie fortement. Dans le cas présent, il n'y a pas d'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) d'incidence de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) et seule l'augmentation de la vitesse déclenche la crise. La mise en évidence de ce phénomène pourrait conduire à diverses applications: détecteurs de vitesse, systèmes de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) passif de stabilité ou à des actionneurs, par exemple pour fermer une vanne quand le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) devient trop important dans une conduite.

Références publication:
Sharp Transition in the Lift Force of a Fluid Flowing Past Nonsymmetrical Obstacles: Evidence for a Lift Crisis in the Drag Crisis Regime
Patrick Bot, Marc Rabaud, Goulven Thomas, Alessandro Lombardi, and Charles Lebret
Phys. Rev. Lett. 117, 234501
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.234501

Contacts chercheurs:
Marc Rabaud - FAST
Patrick Bot - IRENav
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.536 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique