Trainée et portance d'une travée levante

[Benji1996]

Bonjour à tous,
Je suis en train d'étudier les effets du vent sur les ponts levants et donc je m'intéresse aux histoires de portance et traînée de la travée levante. Ayant fait des expériences en soufflerie sur un profil de cette travée je m'attaque maintenant à la théorie en prenant cette fois-ci le système réel en compte.
Mais n'ayant jamais eu de cours sur ce sujet, je me suis renseigné et malheureusement quelques points restent flou....
Tout d'abord, vous pouvez voir en PJ le profil de la travée que j'étudie (oui il est très simplifié mais pour l'étude que j'envisage cela me semble suffisant et si jamais je remarque qu'il faudrait le complexifier et/ou que mes hypothèses de simplification étaient maladroites, je reviendrai dessus par la suite )

Donc mon étude :
Hypothèses :
- Cas d'un corps immobile dans un fluide (ici de l'air) en mouvement à V constante
- Je néglige tout ce qui est effet de bord et suppose que mon objet est totalement immergé dans le fluide
- Angle d'incidence nul
- La travée ne se déforme pas
- Vent transversal
- Pas de décollement de la couche limite (hypothèse idéaliste ou vraie ?)

Premières questions (je ne sais pas si ces données me seront utiles par la suite mais bon...)
- Est ce que je considère un rayon de bord d'attaque nul ? (car ici le fluide rencontre en premier une "arête")
- Par conséquent j'en déduis que le rayon réduit est aussi nul ?
- L'allongement (qui vaut en théorie L/l avec L l'envergure et l la plus grande corde reliant les extrémités) vaut 1 ?

Deuxième question :
Pour calculer dFp (force élémentaire des forces de pressions). Par définition dFp=(p(x,z)-p(inf))*dS
Pouvez vous me confirmer (ou infirmer) que cela correspond à la différence de pression entre l'intrados et l'extrados multiplier par la surface totale de la travée ?

Troisième question concernant la traînée (promis on arrive à la fin ) :
La formule théorique que j'ai est Cx = T / (1/2*rho*S*U²)
Mon souci concerne le S car j'ai pu remarquer qu'en fonction des objets que l'on étudie on ne considère par la même surface...
Dans mon étude je serais tenter de dire que c'est l'épaisseur multiplié par la longueur de la travée mais je n'en suis pas sur. Pouvez-vous me confirmer ?

Enfin concernant le nombre de Reynolds. Je dois admettre que la théorie sur internet est bien jolie mais qu'à mettre en place dans mon étude c'est pas la même histoire
J'ai compris que c'était une histoire entre force visqueuses et force d'inertie mais je ne vois pas après comment le prendre en compte dans la formule de la traînée. Je ne vois pas sur quel terme il a une influence...

J'aurais d'autres questions sur le calcul plus précis de la traînée (et de la portance) mais je vais voir si je peux pas me débrouiller tout seul en ayant des éclaircissements sur ces quelques(sss) points

Bon si ça se trouve je suis à côté de la plaque et il ne faut pas du tout que je parte sur une étude similaire à celle d'un profil d'aile donc n'hésiter pas à me dire que je viens de perdre du temps (bon c'est toujours bien pour sa culture personnelle )
En vous remerciant par avance du temps que vous prendrez à lire (et j'espère à répondre )

Bonne fête de fin d'année,
Cordialement
Benjamin Chauvergne
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[Benji1996]

Bonjour à tous,
Un petit up de mon message :/
Mon message est peut-être un peu long mais pourriez-vous juste me renseigner sur la surface en prendre en compte en fonction de l'angle d'incidence ?

En vous remerciant par avance
Cordialement,
Benjamin

[Jaunin]

Bonjour,
Quelques idées sur le lien suivant.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.mecaflux.com/aile.htm

[Benji1996]

Bonsoir,
Je vous remercie de votre réponse, je regarde ça demain dans la journée !

Cordialement,
Benjamin

[A voir en vidéo sur Futura]

[Benji1996]

Bonjour,
Je viens de regarder votre lien mais j'ai déjà réalisé une simulation avec Mécaflux

Ce qui me pose problème c'est la partie théorique... Je pense que je n'en suis pas loin mais quelques point restent sombres...
Dans mon cas, j'ai un nombre de Reynolds qui est très grand (de l'ordre de 10^4 dans ma maquette et 10^7 sur le système réel). Est ce que je peux quand même faire un parallèle entre mes valeurs sur ma maquette et le système réel alors que j'ai un nombre de Reynolds supérieur à 10^6 ?

Et est-il possible (à mon niveau) de calculer Cx ou Cz (afin de déterminer la portance et la traînée) ou il faut que je trouve des approximations en posant des hypothèses ?

Cordialement,
benjamin

[Jaunin]

Si j'ai bien compris vous avez fait les calculs sur une maquette, mais avez vous fait des calculs de similitude mécanique pour étudier la différence entre les échelles.

[Benji1996]

C'est ça j'ai fais les calculs théoriques sur ma maquette (pour valider mon expérience en soufflerie)
Mais maintenant j'aimeras pouvoir passer à la valeur de la portance sur le système réel mais ça bloque sur ce point...

Je ne connais pas du tout cette notion de similitude... J'avais juste appliqué la même formule que ma maquette en changeant dans la formule de la portance la surface mais c'est entièrement faux je pense (surtout que le nombre de Reynolds n'est plus dans le bon intervalle...)

[Jaunin]

Si cela peut vous aider :
Le nombre de Reynolds doit être le même dans les deux systèmes.
C'est la loi de similitude de Reynolds.

http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD000...1/simulmer.htm

[Jaunin]

Juste quelques informations.

http://www.mecaflux.com/similitude.htm

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...09KqrR_ZjIzapw

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...y9J8cU1hhNllzQ

[Benji1996]

Je vous remercie de vos liens.
Une question me taraude... Le nombre de Reynolds me permet de savoir quelle formule appliquée mais dans la formule de la portance je ne vois pas à quel moment je peux le prendre en compte pour passe de mes valeurs théorique de ma maquette à ma valeur théorique de mon système réel...

[Jaunin]

Bonjour,
Avez-vous la possibilité d'essayer ce logiciel.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.solidworks.fr/sw/products...d-dynamics.htm

[Benji1996]

J'ai ce logiciel
Mais je ne l'ai jamais utilisé (je viens de me rendre compte en fait que je pouvais l'activer dans les options^^")

[Jaunin]

A vous de jouez et si vous avez des résultats faite le nous savoir avec des images.

[Benji1996]

Bonsoir,
Bon ça fait 2 jours que j'essaye de résoudre le problème mais je bloque complètement là. J'ai trouvé un super tuto pour faire ma simulation mais mon souci c'est ce message d'erreur (cf PJ)

Pourtant c'est juste une esquisse sur laquelle j'ai fais un bossage extrudé donc là je ne comprends vraiment pas...

[Benji1996]

Bonjour !
Je m'excuse par avance du double post auprès des administrateurs (mais je ne peux plus modifier mon message) !
Donc j'ai finalement trouvé le problème (une histoire d'option mal cochée...) mon pauvre petit ordinateur tourne pour les calculs en ce moment même, je vous envoie les résultats après avoir essayé de les décortiquer.
En tout cas je voulais juste préciser que là encore les mesures sur SW sont sur la maquette et que je ne vois toujours pas comment remonter au système réel
Mais bon peut être que ça me permettra de trouver des valeurs de Cz intéressantes (enfin Cy en l’occurrence^^)

Bonne journée et bonne année aussi à tous
Cordialement,
Benjamin

[Benji1996]

Re,
Voici donc les résultats en PJ. On peut enlever les 10 premières itérations et se focaliser sur les reste ce qui donne une moyenne de -0.23N.
Cela ne correspond pas totalement avec mes expériences mais cela s'explique je pense par le fait que sur SW la pièce est parfaite et que l'angle d'incidence est parfaitement nul (ce qui est difficile à mettre en place sur mon expérience :/ )

Deux questions restent en suspend :
- Est-ce que l'approximation d'un Cz=0.14 (en considérant la formule pour un nombre de Reynolds supérieur à 1) est justifiable ? (Cette valeur me semble très faible...)
- Et l'éternelle question : comment à partir de tous ces résultats sur ma maquette (si nécessaire je peux joindre un tableau récapitulatif de : expérience réelle, numérique et étude théorique) je peux remonter au système réel ?

Bien cordialement,
Benjamin

PS : si un administrateur passe, il peut supprimer mon message #14.

[Benji1996]

A confondre vitesse et précipitation je ne sais plus bien taper à la calculette... On a un moyenne de T=-0.18N et Cz=0.64 (sinon même message qu'avant mais je n'ai pas eu le temps de le modifier :/)

Je m'excuse par avance auprès des admins et de Jaunin pour les emails qu'ils vont recevoir :/

[Jaunin]

Ce n'est pas grave; je n'ai pas encore vu votre dernière image.
L'essentielle c'est de voir que l'on a pu faire une erreur et de la corriger.

[Benji1996]

J'attends qu'un administrateur la valide
Petite info qui peut être utile, la mesure à été réalisé en considérant de l'air et à une vitesse de 12m/s. De plus l'épaisseur de la travée et de 18.75mm et la longueur 170mm.
Je crois avoir donner toutes les informations utiles.

Petite question en attendant la validation de la PJ, est-il possible pour la simulation du flux de rentrer directement un angle d'incidence après avoir défini une vitesse selon un axe ?
Ou faut-il s'amuser à calculer les composantes sur 2 axes ? :/

[Jaunin]

Je n'ai pas l'expérience des logiciels de CFD pour vous aider, mais n'auriez-vous pas un exemple concret dans les manuels.
Donc si j'ai bien compris, vous simulez la maquette, la vitesse de l'air est-elle adaptée ?

Par exemple :
https://www.comsol.fr/blogs/how-do-i...lift-and-drag/

[Benji1996]

Je vais continuer à chercher, la partie : "Correction for Angle of Attack" correspond exactement à ce que je souhaiterais faire. Je vais essayer de voir mais bon c'est pas la chose la plus importante pour le moment

Donc si j'ai bien compris, vous simulez la maquette, la vitesse de l'air est-elle adaptée ?

C'est exactement ça. Et par la suite via ces différents résultats je vais essayer de remonter au modèle réel. Me conseillez-vous de faire l'étude numérique (en gardant le modèle simplifié de ma maquette) mais ) l'échelle du système réel ?

Quand vous dites "la vitesse de l'air est-elle adaptée ?"
Je ne suis pas sur de comprendre. Je me suis basé sur les mêmes vitesses que le système réel. C'est à dire un vent de 6m/s en moyen et un vent max autorisé en utilisation de 12m/s.

[antek]

Quand vous dites "la vitesse de l'air est-elle adaptée ?"
Je ne suis pas sur de comprendre. Je me suis basé sur les mêmes vitesses que le système réel. C'est à dire un vent de 6m/s en moyen et un vent max autorisé en utilisation de 12m/s.

D'après ce qu'il me reste de souvenirs pour avoir un comportement équivalent sur une maquette réduite il faut augmenter la vitesse.

[Jaunin]

Bonjour, Antek,
Merci pour cette remarque.

@Benji1996,
Etant en CAO pourriez-vous essayer avec les vrais grandeurs et vitesses réelles.

Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Avez-vous regardez ce lien page 23 et suivantes

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...y9J8cU1hhNllzQ

[Benji1996]

Merci antek pour cette précision ! Mais ne sachant pas comment passer de la vitesse du système réel à celle sur ma maquette je vais refaire mes mesures en mettant à l'échelle.

@Jaunin
Je n'arrive pas à ouvrir votre lien :/

[Jaunin]

Oups, désolé.
C'est le troisième lien de la discussion #9

[Benji1996]

Oui effectivement j'avais regardé mais malheureusement je suis très loin de maitriser(et même de connaitre) tout ce qui est décrit dans ce document
De ce que j'avais compris c'est que pour la plupart des calculs il y a des coefficients à prendre en compte et ce n'est pas seulement un rapport d'échelle :/
Je sens que je vais m'amuser à trouver toutes les correspondances pour arriver à trouver cette fameuse déportance de ma travée !^^
Et sans ça je ne peux pas continuer mes analyses :/

Si je récapitule :
- Pour valider mes résultats sur ma maquette, il faut que je trouve la vitesse du vent correspondante à un vent de 12m/s sur le système réel
- Une fois la portance trouvée numériquement en fonction de l'angle d'incidence, je pourrai ainsi remonter au Cz
- Le Cz que je trouverai sur ma maquette numérique taille réelle pourra-t-il être utilisé dans mes calculs théoriques ?
- Et enfin trouver comment passer de mes résultats expérimentaux au système réel (ou inversement) afin de pouvoir les valider (ou non^^)
Pouvez-vous me confirmer ceci ?

Le calcul sur la maquette en taille réelle est en train de se réaliser, je vous transmet les résultats dès que possible !

[Benji1996]

Voici les résultats pour la travée de longueur 117.4m et d'épaisseur 3,750m avec un vent de 12m/s.

J'obtiens donc une T(moyen)=63kN ce qui me donne un Cz=1.6
Cela vous semble-t-il cohérent ?

Maintenant comment puis-je faire un lien entre tout ça : mon expérience sur ma maquette, mon expérience numérique sur la maquette, mon expérience numérique sur le système réel (une simplification certes mais suffisante pour mon étude), les calculs théoriques ?
Je dois vous l'admettre que là j'ai vraiment du mal, si vous avez 2/3 petites pistes, je suis preneur !

Cordialement
Benjamin

[Jaunin]

Là, je ne sais plus quoi vous dire.
Maintenant vous avez pu simuler votre pont à la vrai grandeur, pourquoi avez-vous besoin de la maquette, si ce n'est pour contrôler les résultats de la soufflerie ?.
Donc, c'est bien là la question.

[Jaunin]

Il est toujours question d'un apport d'échelle entre les deux modèles.
Dans un moment j'irais voir encore un document que j'avais dans les années 70.