Bonjour à tous,
Je travaille en ce moment sur un dossier sur l'exploitation des thermiques (mouvements ascendant de bulles ou colonnes d'air chaud).
Pour avancer j'ai besoin de connaitre l'équation (version simple) de la dilatation du diamètre de la colonne au fur et à mesure de son ascension.
fumée1.jpg
Jusqu'à présent, toutes mes recherches sur le net sont restées infructueuses.
Quelqu'un pour m'éclairer ?
Merci d'avance pour votre aide.
Yv
Bonjour.
La première chose à trouver est la variation de la pression avec la hauteur par rapport au sol.
La deuxième chose est que l’expansion de la « bulle » d’air se fait de façon adiabatique : sans échange de chaleur avec l’atmosphère qui l’entoure.
La conséquence est que la bulle se dilate et se refroidit.
Vous trouverez des indications dans Wikipédia :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Processus_adiabatique
https://fr.wikipedia.org/wiki/Gradie...ue_adiabatique
Au revoir.
Bonjour,
vraiment pas simple. Aussi bien il est facile de connaitre la dilatation d'un gaz quand sa température évolue dans des conditions isobares, aussi bien il semble que le phénomène prépondérant pour l'élargissement de la colonne de fumée soit du à de la diffusion turbulente. Et là, des solutions analytiques, vous n'en n'aurez pas...
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Merci LPFR pour la réponse rapide !
La variation de la pression atmosphérique avec l'altitude ... j'ai les données : baisse de 10%/km environ
Détente adiabatique sèche de la bulle ascendante ... idem ... 10°C/km
Malgré le grand nombre d'informations disponible en suivant vos liens, votre réponse est floue.
En utilisant PV=nRT => V=nRT/P départ niveau mer à 20° P=1013.25 arrivée 1000m 10° P=898.76 n=28,976
le volume varie de 10% environ.
En vol libre nous ressentons la variation du diamètre du thermique, mais 10 % c'est trop peu pour nous puissions le ressentir et ce n'est pas conforme avec le cône de fumée (même si on se trouve dans le cas du gradient adiabatique humide -4 à -6°/km)
Merci obi76 pour votre réponse,
J'étais en train d'écrire mon précédent message quand vous me répondiez.
J'utilisais la colonne de fumée car elle a l'avantage de rendre visible la colonne ascendante. Ce qui m'intéresse c'est l'augmentation du diamètre du thermique. Mais si je vous comprends bien, ce sera du même acabit !?
N'y aurait-il pas des principes de base ?
Re-,
Envoyé par sourisverte67
Comme quasiment toujours en mécanique des fluides : tout dépend de niveau d’exigence vous voulez sur la précision de vos prédictions.
Hypothèse extrèmement grossière : sur la colonne le débit massique de fumée est constant (jusque là, à la rigueur), la pression varie de l'ordre de ce que vous disez et la température est constante : vous appliquez la loi des gaz parfaits et vous pourrez obtenir quelques éléments grossiers.
Un peu plus précis : la température de la colonne varie (mais comment ?).
Ces 2 approches sont valables si la fumée reste cloisonnée dans votre structure. En réalité, et c'est ce qu'il se passe, la fumée diffuse à cause des tourbillons générés par le courant ascendant. Ce phénomène (appelé diffusion turbulente) est largement prépondérante, et est donc la principale cause de l'ouverture de la colonne lorsque l'on monte. Là, il est peut etre possible d'avoir une estimation à la serpe, mais sinon le plus simple sera la simulation numérique (et quand je dis "simple...").
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Bonjour
Ce n'est pas exactement la même problématique, mais j'ai eu l'occasion de travailler sur la modélisation de la dispersion d'une pollution gazeuse, et comme dit plus haut ce n'est pas du tout simple.
Le modèle fait intervenir la température, la pression atmosphérique, mais également des données climatiques, la nature du sol et la configuration de l'environnement.
Bonjour.
On voit très bien dans les photos que vous avez publiées, la turbulence de la colonne de fumée.
S’il n’avait pas de turbulence, elle aurait les bords lisses et s’élargirait beaucoup moins.
Au revoir.
Je suggère d'aller rechercher dans la modélisation des panaches volcaniques, c'est assez riche.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Panache_volcanique
Notamment ça pour commencer : Cette hypothèse modélise le mécanisme d'aspiration du fluide ambiant dans le panache par une vitesse d’entrée perpendiculaire à l’axe du panache, et directement proportionnelle à la vitesse moyenne locale ascendante du panache.
Dernière modification par Gilgamesh ; 21/03/2016 à 09h16.
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