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coefficient de traînée

  1. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    coefficient de traînée

    Bonjours,

    Je recherche un abaque ou des formule me permettant de calculer le coefficient a partir d'une géométrie.
    Dans mon projet j'ai commencer avec une surface plane (Cx=1) est maintenant je possèdent une verrine bombée j'aimerai savoir comment déterminer le Cx qui si rapporte.
    J'ai la vitesse (vent) la surface (vue dans le sens d'aplication du vent donc surface bombé = surface plane )
    Mais la force de traîné découle de la formule 0.5*Ro(air)*V²*S

    Donc voila la forme de la verrine est bombée avec une collerette pour le maintien.

    Merci a tous


     


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  2. Echafaudeur

    Date d'inscription
    juin 2007
    Âge
    66
    Messages
    17

    Re : coef de trainé

    Le coefficient de traînée se calcule selon les règles NV 65 modifiées 99.
    Pour cela il faut connaitre la région du site (il y en a 5 en France) , les dimensions et la forme de sa surface, sa situation par rapport au sol , etc.. afin de déterminer les différents coefficients à appliquer à la pression dynamique de base ( vitesse du vent en m/s au carré ,divisé par 1.63 = pression en N/m²) sur son maître-couple ( projection horizontale de sa surface)
    Il n'y a pas de formule type pour calculer le pression réelle du vent sur une surface quelconque, chaque cas est différent.
     

  3. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Salut, et merci de me répondre.

    Je ne remet pas en cause ce que tu vien de dire car je ne m'y connai pas assez.
    Mais en faite tu dis que ce que j'ai ecri au dessus est faux??
    Je ne sais pas trop j'ai exposé dans d'autre rubric mon probleme il m'on dis que mon calcul était bon donc je sais pas trop quoi faire.

    Si mon calcul précédent est bon ce que j'aimerai c'est trouver une méthode pour déterminer le Cx en fonction de la surface bombé ; pointu ect...
    Des fois on parle de demie sphère moi sa s'y rapporte sauf que sa serrai plutot 1/20 de sphère (en faite je sais pas trop mais sa s'y rapporte le plus)
    Mais j'ai ma collerette qui tape l'incruste.

    Donc voila reexpose mon probleme
    Désolé echafaudeur si je n'est pas compris tous ce que tu voulais me dire.

    Merci pour vos réponse.
     

  4. gimini

    Date d'inscription
    mai 2007
    Messages
    179

    Re : coef de trainé

    Bonjour,

    En fait, à ma connaissance, il n'existe pas de formule donnant le coefficient de trainée directement (à part des formules approchées pour des géométries simples type plaque plane, etc.)

    Le Cx (ou Ca) depend tres fortement de la geométrie. Quand je dois determiner un coeff de trainée pour un corps simple (coiffe, jupe, cylindre, etc...) je prends des abaques (que j'ai dans mes cours). Si je dois determiner les coefficients de trainée d'un corps compliqué (type fusée empennée par exemple), je sors un code de calcul (FLUENT par exemple).

    A quoi ressemble exactement ta géométrie? (cône emoussé, demi-sphere...). A quoi sert ton calcul? A quel Mach tu te situe? Si il s'agit d'un avant projet, on peut toujours sortir une formule approchée. Dans le cas contraire, un modéle te donnera certainement de trés bon resultat, surtout si tu as l'effet d'une colerette à prendre en compte. Le tout est de savoir à quelle "precison" tu veux faire tes calculs et à quoi ils te servent.

    Voilà, j'espere que je t'ai un peu aidé. Bon courage pour la suite.
     

  5. mécano41

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Localisation
    Romorantin_Lanthenay
    Âge
    70
    Messages
    3 305

    Re : coef de trainé

    Bonjour,

    Regarde là (posts #3, #7 et #8 en particulier)

    Force(s) de frottement

    Cordialement
     


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  6. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Merci mecano de ta visite.
    Merci a toi aussi gimini.

    Gimini mon etude porte pour la conception d'un projecteur prou hélicoptere.

    je joint une petite image 3d avec un plan simple de la surface s'opposant à l'air.

    Sinon mecano j'ai regarder ton tableau tu me conseille quoi d'après mes image je penser a l'hémisphère convexe.
    Pour le nombre de reynolds j'ai:
    Re= [Ro(air)*V(vitesse du fluide)*D(diametre de la surface maitre couple)]/Viscosité de l'air
    Re=[1.293*72.3*0.065]/1.8.10(-5)=337580.75 soit >3.10(5)

    Mais je ne suis pas sur de la formule Re n'y si le D est bien celui de la surface maitre couple Et pour finir la collerette n'est pas prise en compte.

    Merci, pour vos réponse.
    Fichiers attachés
     

  7. mécano41

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Localisation
    Romorantin_Lanthenay
    Âge
    70
    Messages
    3 305

    Re : coef de trainé

    Bonjour,

    Ce n'est qu'un avis mais je considérerais un disque plan qui semble le plus proche de la réalité (la portion de sphère, telle que représentée, influera peu). Cela donnera une traînée très légèrement supérieure.

    Cordialement
     

  8. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Merci,

    c'est ce que je pensez aussi mais je voullais l'entendre par quelqu'un.
    Ceux-ci enmene Cela comment doi-je former ma verrine pour qu'il y est un reel changement?
    Je ne suis pas spécialement bridé pour la forme de ma verrine les deux cote nous donnant le diamètre elle sont fixe mais mon R peut augmenter ou diminuer ce qui bombera plus ou moin la verrine.
    Elle est comme cela car elle est au plus pres de l'optique.
    Bien sur le changement ne doit pas etre exageré.

    Sinon entre paranthese tu pourrais me dire si mon raisonnement sur Re est juste ou faux.

    Merci pour toutes vos réponse
     

  9. gimini

    Date d'inscription
    mai 2007
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    179

    Re : coef de trainé

    Je comprends beaucoup mieux le probléme...

    En ce qui concerne le calcul du nombre de Reynolds, je prendrais D=129 mm qui correspond au diamètre de ta colerette. Cela me donne (avec tes valeurs de masse volumique, vitesse et viscosité) Re~6,7.10(5).
    De toute facon on est dans cet ordre de grandeur...

    En ce qui concerne le calcul du coef. de trainée. D'abord, je suppose que tu es à incidence nulle (fais attention, l'incidence a une trés forte influence sur la valeur du Cx).
    Compte tenu de tes valeurs de vitesse et de masse volumique, il semble que tu te sois placé dans le cas "pire" de ton domaine de vol.

    Ensuite, il faut voir la phase de projet dans laquelle tu es. Tu sembles être à de trés faibles Mach (je ne connais pas la temperature) donc tu peux commencer par dire que tu es en incompressible (si Mach<0,3 il me semble). Si tu es en avant projet, c'est à dire que tu souhaites juste avoir un ordre de grandeur raisonable de la valeur du Cx, tu peux, je pense, utiliser le tableau et negliger la colerette.
    Mais attention, la trainée est liée à trois paramétres:
    - les reparrttions de pression autour de ton profil (donné dans le tableau)
    - la viscosité (negligeable dans un premier temps)
    - les effets de culot. Et là ça coince un peu. En effet, ce terme est souvent trés important, donc pas negligeable. Il existe des formule approchées donnant la trainée de culot d'un cylindre qui, dans un premier temps te suffira.

    Dans le cas contraire, c'est à dire, par exemple dimensionnement mécanique du projecteur, où tu as besoin de connaitre les efforts un peu mieux, il te reste plus qu'à faire un modéle. Tu pourras ainsi determiner avec precision la trainée (en prenant en compte les effets de culot).
    Si tu veux juste les effets de la partie avant du phare, tu peux faire du 2D car tu as un axe de symétrie. C'est pas trés long, et si tu veux juste un resultat (pour V=72.3 m/s), je peux te le faire ce soir si tu veux (ça nous donnera toujours un ordre de grandeur). Si tu veux la trainée de tout ton système (tige de fixation, etc...) tu vas devoir te taper du 3D... et là c'est beaucoup plus long.
     

  10. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
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    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Desoler pour le calcul de reynold je me suis planter tu as le meme resulta que moi.

    Deja tu as deviné je me suis mis dans le cas le pire.
    Je tient a te préciser que j'ai tres tres peut de notion sur le sujet moi je fait de la conception et je travaille dans une boite aéro qui n'est pas spécialiser sur la mécanque. De plus le projet que je mene s'arretera surement a la parti mécanique.
    Pour la vitesse mon cahier des charges m'impose une sortie à 270Km/h à -35/+70°C

    Tu me parle de différentes phase aurrait tu plus de détaille un lien pour un cours ou autre sur le sujet.
    Quesque tu entend par incompressible???
    Pourrait tu me donner plus de détail sur les trois paramètre?? (je recherche aussi de mon cotés bien sur)

    Nota:Le Cx me permet ensuite de trouver la force de trainé puis le couple au niveau de la rotation.

    Sinon j'ai pas tous piger à ce que tu voulais faire a la fin. Tu veu utiliser un logiciel pour calculer la traine ou les efforts appliquer sur le phare.
    Je veu bien si sa ne te derange pas bien-sur. Tu peut me dire qu'elle outils tu utilise?

    Merci vraiment pour tous je suis novice dans ce genre de chose et votre patience est tres agréable.De plus j'aprend enormement de chose sa me servira peut etre pour mon ecole l'annee prochaine.
     

  11. gimini

    Date d'inscription
    mai 2007
    Messages
    179

    Re : coef de trainé

    ALors, je vais commencé par me presenter, comme ça on pourra remettre les choses dans leur contexte.
    Je suis en fin d'étude d'une école d'ingenieur. J'ai fais, dans ce cadre pas mal d'aero, notament pour le projet PERSEUS du CNES. Pour resumer, le but etait de calculer les abaques des coefs. aero d'un lanceur. Les abaques ont été calculées à l'aide d'un logiciel (GAMBIT pour la géométrie + maillage et FLUENT pour le code de calcul). C'est de ces logiciels dont je te parlais.

    Actuellement je suis en stage (pour 6 mois) et je fais de la conception mécanique dans une entreprise francaise qui fabrique des satellites. Je fais donc de l'analyse méca et de la recherche de concept.
    Il semble que toi aussi tu sois en stage.

    Je connais donc un peu les deux aspects du probleme.

    1) Quand je parle de phase du projet, il s'agit en fait de la "maturité" de celui-ci. Par exemple, moi quand je recherche un concept pour un mecanisme, je commence par rechercher ce qui a été fait (etude biblio) pour ne pas tomber sous le coup de brevets existants par exemple. Ensuite, je dessine ce qui me passe par la tête. Si ça me parait viable, je passe à l'étude de faisabilité, c'est à dire que j'ecris quelques équations simples (PFD, quelques calculs de contraintes, de masse, etc.) pour voir si je rentre dans le cahier des charges. Ca me permet aussi de faire un "pre-dimensionnement". Si c'est satisfaisant, j'approfondis mes calculs (par exemple en "resserant" mes hypothese, prise en compte des marges, etc.). Ensuite je fais un petit modele (patran-nastran par exemple pour les analyses mecaniques).
    Si cela est coherent, on peut fabriquer un proto et faire la serie de test adequat, etc....
    Il semble que tu sois deja à une phase avancée du projet, tes resultats doivent donc être relativement proches de la réalité.

    2) un fluide incompressible est un fluide pour laquelle nous considerons que rho (masse volumique) est constante. Cela permet de simplifier les equations. Seulement, cette approximation n'est vrie qu'à basses vitesses (Mach<0,3).

    3) COmme je te disais, la trainée totale peut être divisée en 3 parties:
    - la trainée de pression qui est liée à la différence de repartition des pressions autour du profil (notion de coef. de pression). Difficile à expliquer à l'ecrit mais pour faire simple, la vitesse du fluide est modifiée par la presence de l'objet. Cette variation de vitesse entraine des variations de pression et donc engendre de la trainée.
    - la trainée de viscosité. Ben c'est tout simplement le frottement de l'air (elle est donc nulle en gaz ideal parfait); Sa valeur est en gené&ral trés inférieure à celle de la trainée de pression, c'est pour cela que nous la négligeons souvent. En plus, il s'agit de frottement fluide donc proportionnel (si on peut dire...) à la vitesse. Cela nous concerne donc peu.
    - Les effets de culot sont, en gros, les tourbillons qui se forment à l'arriére de l'objet (tu as deja du en voir derriere des voitures ou des vaions par exemple). Pour les prendre en compte, on a des modeles de turbulence (k-epsilon entre autre). Cela est une part trés importante de la trainée. Il existe des formules approchée pour la calculer pour des corps de reference type cylindre par exemple. La prise en compte de ces effets, même avec un calcul numerique est toujours delicat.

    4) Tu veux calculer le couple sur le bras de maintien si je comprends bien. Tu fais donc de la mécanique et tout ce qu'il te faut c'est le moment flechissant sur le bras. Pour cela effectivement, il te faut la force aero.

    5) Ce que je te propose donc, c'est de m'envoyer ttes les infos suivantes:
    - altitude (pression en fait)
    - temperature
    - masse volumique de l'air
    - vitesse du vent
    incidence
    - geométrie (je l'ai deja)
    Pour tous les cas que tu dois traiter. (J'espere que tu en a pas trop).
    Là dessus moi je te fais un calcul numerique qui vas te donner la force exercée par l'air sur la face avant du phare. Tu pourras ensuite faire tes calculs.
     

  12. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Merci j'ai bien pris notes de tes remarques c'est tres instructif.

    Moi pour calculer mon couple de départ je suis parti pour trouver la force de trainé que j'ai multiplié par le bras de levier.

    F=0.5*Ro*V²*S*Cx

    J'avais pris 1 puis je vien de refaire mes calcul avec l'abaque de mecano donc j'ai prit 1.12 (plaque circulaire)
    Cx le plus contraignant.
    Avec une position face au vent.

    Je n'ai pas de valeur d'altitude donc pas de pression
    Et pour la valeur de Ro elle change partout ou je me renseigne mais je me suis arreté sur un Ro de 1.293
    Pour la température je dirais les extrème -35°C et +55°C

    Donc pour les différents cas je dira maxi et mini de la tempérture et pour l'altitude si tu connais l'altitude moyenne de vol pour un hélico prend celle la désoler du manque d'information.
    Vitesse=72.24 m/s

    Voila j'espere que tu as tous merci bcp.Dis moi si sa manque encor.
    Merci
     

  13. catou21

    Date d'inscription
    février 2007
    Âge
    28
    Messages
    61

    Re : coef de trainé

    Excuse moi j'aimerai que tu regarde pour differents R de la verrine.garde le 117 et le 129
    Bien sur tu baisse le rayon afin de bomber la verrine

    Merci vraiment bcp.
     

  14. gimini

    Date d'inscription
    mai 2007
    Messages
    179

    Re : coef de trainé

    Voilà ce que je te propose,
    On va se placer à la vitesse maximale (72.24 m/s) au raz du sol, c'est le plus contraignant pour nous car c'est là où la pression est maximale (donc la trainée aussi). On va prendre rho = 1.225 kg/m3. Cela correspond à l'atmosphere standard. Nous ferons le calcul à incidence nulle (le fluide arrive perpendiculire à la surface du phare).
    Je ferais les calculs pour les deux temperatures.

    Voici les hypotheses que je prendrai:
    - gaz visqueux (viscosité selon le modele de Sutherland)
    - modele de turbulence de type k-epsilon
    - gaz compressible. Même si les variations sont minimes, on aura tjrs quelque chose de plus précis que dans le acs incompressible.
    - maillage 3D de type tetrahedrique donc non structuré.

    Je te ferais de toute facon un petit rapport qui explique pourquoi j'ai pris ces hypotheses et comment j'ai fais mon calcul. Par contre, il faudra qu'on trouve un moyen de se joindre de particulier à particulier, ca sera plus facile.

    Je pense que ce que t'ai raconté plus haut ressemble à du chinois mais ne t'inquiéte pas, c'est super simple si tu sais ce qu'est un maillage. Dans le cas contraire, je t'expliquerai plus en detail.

    Tu auras tes resultats de Cx demain matin. Les explications dans la journée.

    A demain donc.
     

  15. gimini

    Date d'inscription
    mai 2007
    Messages
    179

    Re : coef de trainé

    Je ne comprends pas le "garde le 117 et le 129".
    Sur mon schema j'ai trois diamètres: 129 (diamètre de la colerette)
    100.6 (diamètre du phare) et 131.5 qui est le rayon de courbure.

    Tu veux que je fasse deux géométries avec un rayon de colerette de 129 et une autre avec un ryon de colerette de 117?

    Mon adresse perso: romainamalberti@hotmail.fr
     


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