La mécanique des fluides PDF

Un article de Wikipédia, l’encyclopédie libre. La déviation du flux d’air vers le bas par l’aile crée par réaction une force vers la mécanique des fluides PDF haut : la portance.


Initiation à l’hydrodynamique, ce livre introduit d’abord, de façon simple mais détaillé, des notions de physiques, de statique et de cinématique des fluides. Ensuite, l’équation de Navier-Stokes, satisfaite pour des fluides en mouvement, est présentée et discutée. Pour contourner cette équation compliquée et se concentrer sur ses applications, les auteurs opèrent des simplifications qu’ils justifient de façon rigoureuse en développant des arguments physiques adaptés à chacun des écoulements étudiés. Ainsi, sans calcul complexe, le lecteur peut comprendre aisément de nombreux phénomènes comme la sédimentation, le vol des avions, le roulis des bateaux, le déferlement des vagues ou encore les instabilités gravitationnelles.

L’aile en mouvement dévie une masse d’air. Selon la Troisième loi de Newton,  Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d’intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B . Le flux d’air reste  collé  à la surface de l’aile. La masse d’air suit le profil de l’aile et est déviée vers le bas. Ceci ne reste valable que pour une incidence limitée. Au delà d’une certaine incidence, les filets d’air se décollent de l’extrados et la portance disparait pratiquement, c’est le décrochage.

On invoque souvent le théorème de Bernoulli et l’effet Venturi : la forme bombée de l’extrados créerait des vitesses plus élevées ce qui impliquerait une dépression, qui attirerait l’aile vers le haut. Cette formule, issue de l’analyse dimensionnelle et identique à celle de la traînée, est valable dans tout système d’unités cohérent. Seuls des essais peuvent le confirmer, ou l’infirmer, dans un cas particulier. Elle définit un cadre cohérent pour exprimer les résultats de ces essais, le coefficient sans dimensions étant défini comme une fonction d’autres nombres sans dimensions.

Outre des nombres sans dimensions, comme l’allongement, qui expriment la similitude géométrique, interviennent des nombres sans dimensions qui expriment la similitude physique. Le nombre le plus utile pour la portance est le nombre de Mach qui caractérise les effets de la compressibilité. Celles-ci se traitent en général par la théorie des écoulements à potentiel de vitesse et, plus particulièrement, par la théorie des profils minces. L’eau a une masse volumique environ mille fois plus grande que l’air.

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