Partie B : Les types de formes aérodynamique

L'aérodynamisme possède de nombreuse caractéristique. Il y a les caractéristiques de l 'air qui est départagé en trois paramètres principal.

 

• La masse volumique : notée ρ exprimée en Kg/m3

• La pression, notée P, exprimée en Pascal

• La température, notée T, exprimée en degré Kelvin

 

De plus, l'air posséde différent écoulement c'est à dire le déplacement de l'air lui meme, on en distingue trois:

 

 

-Ecoulement laminaire : Les filets d’air suivent des trajectoires rectilignes et parallèles entre elles.

 

-Ecoulement turbulent : Les filets d’air suivent des trajectoires quasiment parallèles entre elles, mais qui ne sont plus rectilignes, tout en se déplaçant globalement dans la même direction avec une même vitesse d’ensemble.

 

-Ecoulement tourbillonnaire : L’ensemble de l’écoulement est très désordonné. Bien que globalement tout l’écoulement d’air se déplace dans la même direction, certaines particules peuvent remonter le courant et former ainsi des tourbillons.

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En effet, l'air compte aussi une force appelé la Resistance de l'air. Si on prend une plaque verticalement en la déplaçant de façon horizontale on ressent une force qui tend à s'opposer au déplacement: cette force s'appelle la résistance de l'air.

 

Ici, la resistance de l'air est proportionnel a :

 

• l'aire de la plaque plane

• au carré de la vitesse de l’écoulement

• à la masse volumique de l’air

 

ces termes sont définit grace à la formule suivante :

R = K . ρV2S

 

ou

R= résistance de l'air ( en Newton )

K= le coefficient tenant compte de la forme du corps et de l'état de sa surface

ρ = masse volumique de l'air (en kg.m-3)

v = a vitesse en m.s-1

s = l'aire (en m2)

 

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L'aerodynamisme ne serait rien sans la forme idéal. Par exemple les avions possèdent une forme pisciforme, car elle proche de celle des oiseaux.

La forme idéal est capable d’optimiser la traînée globale, doit être de coupe circulaire et respecter certaines proportions.

En effet, La traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corp dans un liquide ou un gaz pesant et agit comme un frottement.

Cependant elle n'est pas appliquable aux voitures pour un soucis de pratique et tachnique.

Il existe trois de type de trainé qui sont les suivantes :

 

  • l’air exerce une pression directe sur l’avant de la carrosserie et le pare-brise, c’est la traînée de forme ;

     

  • l’air glisse à la surface de la carrosserie, c’est la traînée de frottement ;

     

  • l’air entre en turbulence au contact de divers obstacles (encadrements de vitres, rétroviseurs, passages de roues, etc.), c’est la traînée de turbulence ;

     

  • -l’air doit pénétrer à l’intérieur de la carrosserie afin d’alimenter le moteur (pour délivrer une puissance de 100 ch, un moteur doit absorber environ 60 litres d’air par seconde), refroidir le radiateur et ventiler l’habitacle, c’est la traînée interne.

 

la traînée globale générée par le déplacement d’un véhicule terrestre dépend donc de ces quatre phénomènes distincts ainsi que de la forme et de l’état de surface de l’ensemble des éléments qui composent la carrosserie : l’avant du véhicule, la partie supérieure (toit), inférieure, les passages de roues, les flancs et l’arrière (poupe).

La trainé est caractérisé par le Cx.

 

Le coefficient de traînée (Cx) se définit comme un nombre sans dimension qui renseigne sur la traînée globale d’un objet quelconque, autrement dit sa capacité à générer le moins de résistance possible lors de son déplacement dans l’air. Ce nombre est toujours compris entre 0,07 et 1,4. En effet, le Cx le plus favorable est celui d’un objet de forme ovoïde (0,07), le plus défavorable étant celui d’une demisphère creuse qui se déplace face au vent (1,4). Du point de vue de la physique, le Cx est un coefficient de surface qui se rapporte à la surface frontale de l’objet en question. Ainsi, par convention, une surface plane qui se déplace face au vent présente un Cx égal à 1

 

Cette trainée est une des aptitudes de la pénétration dans l'air, l'autre est la surface frontale, également appelée maître couple.

 

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