Bonjour,
J'aimerais connaitre la température à laquelle s'échauffe l'air lorsqu'un objet à grande vitesse pénètre dans ce fluide, tel un obus ou par exemple lorsqu'un satellite retombe sur Terre.
J'imagine que dans la formule interviendra la surface de contact de l'objet avec l'air, la vitesse de l'objet, la densité du fluide en question, ...
Pouvez vous m'aider ?
Merci d'avance.
0liver
Bonjour et bienvenu au forum.
En réalité, il ne s'agit pas du tout de friction dans le sens de frotter deux bouts de bois pour faire du feu.
La température d'un gaz correspond à l'agitation thermique des molécules. La vitesse des molécules à une distribution donnée par des lois statistiques (Maxwell-Boltzmann) avec un maximum de vitesse qui augmente quand la température augmente. Cette vitesse moyenne ou plus probable est de l'ordre tel que (1/2)mv² correspond à l'énergie cinétique des molécules (1/2)kT pour des gaz monoatomiques.
Quand un objet est en contact avec ce gaz, ses molécules sont aussi en mouvement (oscillations) et ce mouvement correspond aussi à la température. L'amplitude des oscillations du solide et du gaz s'équilibrent et ils se mettent à la même température.
Si le solide se déplace dans le gaz, il "voit" la distribution de vitesse du gaz décalée vers le haut, même si la distribution qu'il voit ne correspond pas à la distribution statistique d'un gaz plus chaud.
Pour des vitesses faibles, ça ne change pas grand chose, mais quand la vitesse dépasse celle du son, le décalage est assez important pour que la température d'équilibre se situe plus haut que la température du gaz immobile.
Par contre, le calcul est sacrement compliqué, car l'onde de choc et les échanges de moment dépendent de l'aérodynamique de l'objet. Et là, c'est bien au delà de mes connaissances en la matière.
Regardes ces deux pages de wikipedia (elles n'existent pas en français):
http://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamic_heating
http://en.wikipedia.org/wiki/Stagnation_temperature
Au revoir.
Bonjour LPFR,
Merci pour ces explications que je ne connaissais pas.
Je savais qu'il y a une dicontinuité aux voisinage de la vitesse du son, et que cette discontinuité avait des effets aussi sur l'echauffement
J'ai apperçu certains calculs sur le sujet, il faut avoir de solides connaissances en aerodynamique pour se plonger dedans.....Jen'ai pas eu le courage....
bien cordialement
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Re.
Correction:
A+Envoyé par LPFR
Merci beaucoup pour ces explications rapides et claires !
Comme ondit:
le calcul , c'est chaud .....
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
En premiere approximation on peut considerer la perte de l'energie cinetique se transforme en chaleur. La force de frottement vaut -k.v2 ou k une constante qui depend comme vous l'avez dit au surface de l'objet et viscosite du milieu. Ceci equivaut une impulsion- par derivation sur v- P egal a k*v.C'est a dire energie cinetqiue P 2 /2m.
Je sais que ce n'est pas le calcul ideal mais ca doit donner une iapproximation pa trop exageré .
