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Etude expérimentale et simulation du comportement de profil d'aile NACA 24012


par Deogracias Mapeto
Institut supérieur des techniques appliquées (ISTA) - Licence 2021
  

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CHAPITRE PREMIER : GENERALITE SUR L'AERODYNAMIQUE

I.1. Introduction

L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides qu'ils environnent.

L'aérodynamique s'applique aux véhicules en mouvement dans l'air (aérodynes, automobiles, trains), aux systèmes de propulsion (hélices, rotors, turbines, turboréacteurs), aux installations fixes dans un air en mouvement subissant les effets du vent (bâtiments, tours, ponts) ou destinés à la production d'énergie (éoliennes), aux systèmes mécaniques transformant une énergie aérodynamique en énergie mécanique et vice-versa (turbines, compresseurs).

La loi de Bernoulli affirme que pour un fluide parfait et incompressible qui est en mouvement le long d'une ligne de courant : la pression totale Pt et le débit Q restent constants.

y' Conséquence 1 : si la section d'un tube d'air diminue, la vitesse d'écoulement augmente

y' Conséquence 2 : si la vitesse d'écoulement augmente, la pression statique diminue et crée donc une force d'aspiration perpendiculaire à la vectrice vitesse

Figure 1.1. De la relation entre la section et la vitesse

Puisque le débit du fluide dans le tube est constant on a toujours : Q = V1.S1 = V2.S2 = V3.S3 = V.S = constant

12 Collège P.matraja AERODYNAMIQUE ET MECANIQUE DE VOL

6

13 Aérodynamique appliquée, professeur CIABEMBI ISTA 2019

I.2. CONCEPT DE BASE

I.2.1. DEFINTION DU FLUIDE

Un fluide représente un milieu continu composé d'un nombre considérable des particules matérielles infiniment petites, qui sont libres de se déplacer les unes par rapport aux autres. Le fluide est déformable, sans rigidité et il est un milieu susceptible de subir des grandes variations de forme sous l'action des forces, c'est-à-dire qu'il peut s'écouler ; c'est le cas des liquides et des gaz.

Pour décrire l'évolution du système fluide dans un domaine connu, on identifie à l'instant T un point ??(??, y, z) à une particule fluide qui représente un élément de volume infiniment petit du domaine fluide, mais très grand par rapport aux distances entre les molécules.

I.2.2. METHODE D'ETUDE DU MOUVEMENT DES FLUIDES

Deux méthodes principales servent à décrire l'écoulement : la méthode de LAGRANGE et d'EULER.

Si on examine les hypothèses de base de ces deux méthodes :

? Méthode de Lagrange : avec elle, on fait l'étude de l'écoulement en suivant la particule fluide dans son mouvement et en notant à quel endroit elle se trouve dans le temps.

On peut déterminer le mouvement de cette particule si l'on connait la loi de la variation des coordonnées qui caractérisent la position de la particule en fonction du temps.

X = ????(??o,yo, zo,t)

Y = y??(??o,yo, zo,t)

Z = z??(??o, yo,zo, t) (1.1)

Ou ??o, yo, zo ??t t sont les variables de Lagrange, les composantes de la vitesse ?, sont donnée par

???

?? =

???

???

v=

???

???

? = (1.2)

???

7

Les projections de la vectrice accélération de la particule de fluide sont :

e?

ax= e??

2

=e??

e??2 ay =

e??

= e??

e2??

e??2 az =

e?? e??

e2??

= e??2 (1.3)

La formulation de Lagrange exige donc qu'on fasse l'évaluation du mouvement de chaque particule du fluide.

? Méthode d'EULER : suivant la méthode d'EULER, on examine le champ des vitesses aux points de l'espace occupé par le fluide en mouvement et on étudie le caractère de la variation de la vitesse en ces points en fonction du temps.

Les grandeurs de l'écoulement, telles que la vitesse et la pression, selon la méthode d'EULER sont données comme fonction de la position (x, y, z) et du temps t :

u = u(x, y,z,??) ?? = ??(x, y,z,??)

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