Quest-ce que la couche limite?

[Bogey Jammer]

Hello!

J'ai fouiné un peu le net, mais à chaque fois que je tombe sur une page traitant là dessus, impossible de piger, ils n'expliquent pas bien, juste que la couche limite est une formule mathématique... je vais aller loin avec ça...

Bref, c'est quoi la couche limite, en français compréhensible par le commun des mortels?

[Merlin (FZG_Immel)]

oulahh.. on en arrive a de l'aerodnyamique pointue la. Je me garderai bien de l'expliquer, parce qu'en clair sans passer par des choses compliquées, je crois pas que ce soit facile.

[smash]

on va faire simple:
soit une plaque plane disposee dans un ecoulement de vitesse U paralelle a son plan
a cause des forces d attractions moleculaire, le fluide au voisinage de la palque y reste attache, c est a dire que la vitesse a la paroi est nulle
de ce fait , l ecoulement comprend deux region:
- un region suffisament eloignee de la plaque ou l ecoulement obeit pratiquement au lois de fluides non visqueux
- une zone,appelee couche limite situe entre la paroi et et la zone precedente dans laquelle la vitesses varie progressivement de zero jusqu a U
. la viscosite y joue un role preponderant, la deceleration du fluide etant transmise d une couche a l autre par cisaillement

[Flyingtom]

Voilà un site très bien fait pour introduire l'aérodynamique :

aerodynamique1

[RaZoR31]

Originally posted by smash@25 Nov 2004, 15:28
on va faire simple...

[pipolaki]

Je ne reviendrais pas sur la définition de Smash qui personnellement me convient.

J'ajouterais simplement qu'en aérothermique, on considère non seulement la présence d'une couche limite dynamique dont le concept a été énoncé par Ludwig Prandtl mais aussi celle d'une couche limite thermique.

Entre un solide (à température Ts) et le fluide qui l'entoure (à température Tf), il existe une zone de faible épaisseur ou la température va progressivement passer de Ts à Tf : c'est la couche limite thermique.

Notons pour terminer que dans un écoulement, les contraintes tangentielles provoquées par le frottement du fluide sur la surface d'un objet sont à l'origine d'une force de cisaillement à la paroi. C'est l'intégration de ce cisaillement sur toute la surface qui permet de déterminer la traînée de l'objet.

[Don Diego 2000]

... heu, adapté de façon pratique à l'aviation ça signifie quoi ?

[FZG_Ventus]

Originally posted by Don Diego 2000@25 Nov 2004, 17:11
... heu, adapté de façon pratique à l'aviation ça signifie quoi ?

Ca signifie que l'état de la couche limite (laminaire, turbulente ou... carrément décollée) ainsi que sa viscosité (traduite par le fameux nombre de Reynolds, pour les intimes) a une influence prépondérante sur la portance et la traînée de l'aéronef

Sinon d'ailleurs, je crois qu'il n'y aurait pas du tout de portance.

[Don Diego 2000]

ha ok, je commence à comprendre un ptit peu mieux entre vos explications et le site à Flyingtom

[smash]

Originally posted by FZG_Ventus+25 Nov 2004, 17:17--></div><table border='0' align='center' width='95%' cellpadding='3' cellspacing='1'><tr><td>QUOTE (FZG_Ventus @ 25 Nov 2004, 17:17)</td></tr><tr><td id='QUOTE'> <!--QuoteBegin-Don Diego 2000@25 Nov 2004, 17:11
... heu, adapté de façon pratique à l'aviation ça signifie quoi ? 

Ca signifie que l'état de la couche limite (laminaire, turbulente ou... carrément décollée) ainsi que sa viscosité (traduite par le fameux nombre de Reynolds, pour les intimes) a une influence prépondérante sur la portance et la traînée de l'aéronef

Sinon d'ailleurs, je crois qu'il n'y aurait pas du tout de portance. [/b][/quote]
pas seulement son etat, mais plus encore son changement d etat (de laminaire a transitionel, de ou de transitionel a turbulent, voir pire encore par bypass de laminaire a turbulent )qui induit des pertes non negligeable :o
autre critere: la rugosite de la paroi qui va plus ou moins induire la turbulence dans ladite couche limite

[FZG_Ventus]

Originally posted by smash@25 Nov 2004, 17:34
pas seulement son etat, mais plus encore son changement d etat (de laminaire a transitionel, de ou de transitionel a turbulent, voir pire encore par bypass de laminaire a turbulent )qui induit des pertes non negligeable :o

Tiens, je connaissais pas l'état transitionnel. C'est quoi?

[Bogey Jammer]

Pas mauvaise l'explication de Smash, et le site montré plus haut

Mais je suis curieux de savoir comment fonctionnent les parties se situant entre l'entrée d'air et le fuselage, je sais que ça a un rapport avec la couche limite, ce que je voulais définir en premier lieu.
Notamment pourquoi l'ouverture des entrées d'air sont séparées du fuselage. Pas compris? je veux dire pourquoi la surface du fuselage n'est pas prolongée directement dans l'entrée d'air pour former la paroi interne........ dur dur à expliquer.....
La couche limite pertuberait l'écoulement d'air dans l'entrée?

[Drosan18]

C'est pas ce qu'on appelle le piège de couche limite ce que tu dis là ???

[smash]

Originally posted by FZG_Ventus+25 Nov 2004, 17:53--></div><table border='0' align='center' width='95%' cellpadding='3' cellspacing='1'><tr><td>QUOTE (FZG_Ventus @ 25 Nov 2004, 17:53)</td></tr><tr><td id='QUOTE'> <!--QuoteBegin-smash@25 Nov 2004, 17:34
pas seulement son etat, mais plus encore son changement d etat (de laminaire a transitionel, de ou de transitionel a turbulent, voir pire encore par bypass de laminaire a turbulent )qui induit des pertes non negligeable :o

Tiens, je connaissais pas l'état transitionnel. C'est quoi? [/b][/quote]
bah c est l etat entre laminaire et turbulent, la ou se forme des spots de turbulence
cet etat si difficile a modeliser du fait de l intermitance de ces spots

[smash]

Originally posted by Bogey Jammer@25 Nov 2004, 18:17
Pas mauvaise l'explication de Smash, et le site montré plus haut

Mais je suis curieux de savoir comment fonctionnent les parties se situant entre l'entrée d'air et le fuselage, je sais que ça a un rapport avec la couche limite, ce que je voulais définir en premier lieu.
Notamment pourquoi l'ouverture des entrées d'air sont séparées du fuselage. Pas compris? je veux dire pourquoi la surface du fuselage n'est pas prolongée directement dans l'entrée d'air pour former la paroi interne........ dur dur à expliquer.....
La couche limite pertuberait l'écoulement d'air dans l'entrée?

bas c est simple, pour avoir une CL relatiment uniforme en entree de compresseur
la CL a ce qu on appel en ecoulement libre une longueur d etablissement (), qui va influer sur son epaisseur (jusqu a epaisseur max....)
ainsi, l entree d air etait accollee au fuselage, on aurait une CL maxi pur lair cote fuselage tandis que le reste serai moins epais

[Moos_tachu]

Pour illustrer les différents régimes d'écoulement (laminaire, transitoire, turbulent), rien de tel qu'un petit dessin !

(l'échelle de couleur représente le champ de vitesse)

Ce n'est pas un écoulement le long d'une plaque, mais un jet de CO2 dans de l'air. Cependant on y observe le même phénomène, à savoir que quand le nombre de Reynolds augmente (avec la vitesse de l'écoulement), on passe d'un régime laminaire à un régime turbulent.

1er cas : Régime laminaire --> vitesse U=0.05 m/s en sortie de buse - longueur = 5m :

[Moos_tachu]

2ème cas : Régime transitoire --> vitesse U=0.1 m/s en sortie de buse - longueur = 5m :

[Moos_tachu]

3ème cas : Régime turbulent --> vitesse U=50 m/s en sortie de buse - longueur = 6m :

Ne venez pas me dire "ouais, et le copyright de tes images, il est où ?" : c'est moi qui les ai faites :lol:

[Moos_tachu]

NB : les 2 premières images sont en mode axisymétrique, la 3ème est en mode normal

[Patryn]

fluent ??

[pipolaki]

Originally posted by Moos_tachu@25 Nov 2004, 18:03
Ne venez pas me dire "ouais, et le copyright de tes images, il est où ?" : c'est moi qui les ai faites :lol:

Je reprends la question de Patryn et je la complète à ma sauce.

Avec quel logiciel (Fluent, ANSYS...) et dans le cadre de quelle activité ?
Pourquoi ça m'interresse ? Parce qu'il se trouve que j'ai moi-même fait un peu de science dans un établissement de recherche dédié à l'aéronautique (l'ONERA pour ne pas la nommer).

J'espère ne pas être trop indiscret Moos.

[Moos_tachu]

Originally posted by Patryn@25 Nov 2004, 20:20
fluent ??

Oui

Et pour répondre à Pipolaki, qui n'est pas du tout indiscret je le rassure, c'était il y a un mois environ, dans le cadre de mon DESS aéronautique et espace. On avait un projet (rapport écrit + soutenance orale) à faire sur le sujet "un jet de CO2 dans une atmosphère au repos" (sous-titre : "démerdez-vous").
Ce n'est pas pour me la jouer mais j'ai eu la meilleure note de la classe : 18/20 B)
ça compense des notes d'exam moins glorieuses...

Et puisque tu parles de l'ONERA, figure-toi que je suis passé tout près de chez eux l'autre jour, toujours dans le cadre de mes études :
En fait j'ai passé la journée de mardi à l'école de l'air, d'une part pour visiter le labo réacteur (avec le fameux Atar 9K50 taille réelle), et d'autre part pour passer un exam de propulsion par réaction (bien corsé d'ailleurs).
Le petit moment sympa, ça a été les 4 Gadjets de la PAF qui ont eu le bon goût de s'entrainer juste au-dessus de ma tête pendant 10 bonnes minutes pour saluer mon arrivée

Si tu fais un saut par là-bas à l'occasion, préviens-moi, je vais encore retourner à Salon un certain nombre de fois d'ici Février :D

[toopack66]

Désolé de vous interrompre les " FILLES " mais vu la débauche de compétences Scientifique - Aéronautique affichée je suis surpris de ne pas avoir lu la réponse sur cette demande de Mouton Vortex de bout d'aile Vu que vous avez très bien ( enfin suffisament bien décrit ) la couche limite.............. et si j'ai bien compris , il doit y avoir une forte relation entre les deux , je vous remercie de bien vouloir nous éclairer de vos lumières ( et surtout de continuer de nous éclairer de vos lumières ) :P

:D

[Wolf]

Bonjour à tous

Sur mon site perso aviation, si vous choisissez dans le menu à gauche la rubrique technique, il y a un support de cours condensé de "mécanique du vol" (120 pages).

Ca vaut le coup d'y jetter un coup d'oeil et il y a quelques mots sur la couche limite.

Site perso J Menézo

[toopack66]

Merci pour ce lien Sympa Wolf