Bonjour à tous ,
Je suis face à un système hydrodynamique soumis à deux forces en un seule direction . La poussée des hélices et la trainée.
J'ai donc Fp-Ft=m.dv/dt par notre cher Newton .
Les Fp et Ft sont en v^2 ce qui me donne une expression de la vitesse : v(t)=-1/(At)+C mais cette expression m'étonne pour un tel système ,bien qu'elle soit mathématiquement correcte .
Qu'en pensez-vous ?
Bonjour,
Attention à la place des parenthèses : vous devriez trouver v=-1/(At+C) qu'on peut encore réécrire v= v0/(1-t/T) où v0 est la vitesse initiale et T le moment où la vitesse va devenir infinie
(oui, c'est bizarre, mais cela vient de la simplification extrême du modèle : en pratique, la partie poussée va bien finir par plafonner...)
Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
Merci de votre réponse ,
Oui la simplification est assez conséquente, mais vu la vitesse et la taille du système (taille modélisme) on peut négliger plusieurs paramètres.
Mais ce qui m'étonne c'est qu'une condition initiale de vitesse nulle n'est pas concevable pour ce modèle.
Je suis près à le complexifier pour obtenir un soupcon de cohérence. Auriez-vous des idées sur , déjà l'ensemble des forces s'y appliquant , le poids étant négligé par projection.
Je reste assez consterné par l'expression de la vitesse.
Merci.
Et je reste surtout étonné par la pauvreté d'informations que l'on peut trouver sur Internet en l'hydrodynamique navale. Bien que les modèles non-linéaires soient difficiles à expliciter et à résoudre succinctement, aucun modèle simplifier correct sur de la propulsion moteur navale n'est consultable ou intelligible.
Pour du modélisme vous pouvez utiliser un modèle simple avec une vitesse d'entrée qui sera la vitesse du mobile V et une vitesse de sortie Vs qui dépendra de la vitesse de l'hélice et de la puissance disponible.
La vitesse max de l'hélice vous donne une vitesse Vmax produit du nombre de tours par le pas de l'hélice.
Pour une section du flux S, la puissance demandé est le débit S*Vs par la variation d'énergie (Vs2 - V2)/2, ce qui permet de savoir si Vs est limité par Vmax ou la puissance disponible.
La poussée sera S*Vs*(Vs - V) variation d'impulsion par seconde.
Cette poussée diminuera avec la vitesse, soit parce que V approche de Vmax (navire trop léger pour la puissance disponible)
soit parce que Vs est limité par la puissance car le terme Vs3 demande une puissance importante.
Les études précises sur les hélices existent mais n'ont pas de diffusion grand public, ce que l'on peut regretter.
Comprendre c'est être capable de faire.
Merci de votre réponse.
Il serait en effet intéressant de travailler sur une (force de) poussée Fp=\rho.S.Vs(Vs-V) .
Mais ce qui me bloque sur ce modèle c'est qu'en supposant l'eau de vitesse nulle avant entrée dans la section S, la différence de vitesse est seulement la vitesse de l'hélice qui va aussi être la vitesse d'avancement du navire V . Et c'est là que le côté interprétatif du modèle me gène.
Mon but est d'établir une étude dynamique succincte des forces s'appliquant sur le mobile lors pendant une trajectoire rectiligne sans prendre en compte les forces transversales.
J'ai juste besoin d'un éclaircissement sur l’établissement d'un modèle mettant en jeu seulement de la vitesse du mobile et les caractéristiques structurelo-dynamiques.
inhérents à la force de poussée et à la trainée.
Merci.
Dernière modification par HereIV ; 05/06/2016 à 22h08.
L'approximation vitesse du navire faible ne change pas beaucoup, car la puissance d'aspiration qui rassemble le flux n'absorbe que peu d'énergie. La vitesse de l'hélice serait plutôt Vs, la vitesse d'éjection, elle est très différente de V pour les petites valeurs de V.Envoyé par HereIV
En ce qui concerne la trainée, je vous conseille d'étudier cette théorie : http://www.mecaflux.com/hydrodynamique_navale.htm
elle permet de construire des modèles simples qui utilisent les dimensions du navire avec des formes type, elle m'a donné de bons résultats sur des formes types.
Comprendre c'est être capable de faire.
Bonjour
Si cela vous intéresse, je peux mettre en ligne un documenent perso que j'ai fait pour les avions concernant les hélices.
Il applique le théorème de Bernoulli. Il faut uniquement changer le fluide AIR par l'EAU
Les résultats restent approximatifs J'ai comparé résultat calculé avec le mesure en vraie.
Pour les hélices aériennes pour un calcul plus précis je m'appuie sir le rapport N°630 du NACA ( 1934 je crois ancêtre de la NASA )
Peut être il existe des courbes identiques pour les hélices navales
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Voila un document sur les heices marines ( memes philo que rapport N°640 di Naca )
https://www.fichier-pdf.fr/2013/09/0...es-marines.pdf
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Bonjour,
Votre interprétation est fausse: Dans cette formule idéalisée négligeant tout frottement, la vitesse située en aval dans la veine de l'hélice n'est PAS la vitesse d'avancement du navire.
Bonjour,
La vitesse en aval de l'hélice est, je pense , la vitesse d'avancement du navire . Selon la position de l'hélice on peut peut être corriger par les vitesse dans la couche limite.
Je ne pense pas que l'on soit déjà à ce niveau de détail
à la vitesse stabilisée comme dans les avions on a Force de trainée = Force de propulsion
La force de propulsion se calcule avec les formules des hélice Traction = Ct d N^2 D^4 ou ct dépend de J = V /( ND)
La trainée dépend de V^2
Dans le cas des avions on divise les 2 membre de l'equation par V^2 pour avoir une equation en J . Connaisant J ,apres on détermine la vitesse V
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Salut
Non , c' est la vitesse en amont .
Même avec une force propulsive constante , la formule proposée v=-1/(At+C) est fausse .
La vitesse doit tendre vers le vitesse d' équilibre et il doit exister t0 tel que V(t0) = 0
En effet, Dynamix. Nos amis devraient lire la théorie de Froude : https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_de_Froude
Malgré sa simplicité, celle-ci est correcte dès que V navire est supérieure ou égale à 0.
Merci à tous pour vos réponses très intéressantes.
En effet en dé-simplifiant un poil le modèle on retrouve la cohérence avec la vitesse en amont qui est la vitesse du bateau lui-même.
Je vais m'intéresser aux documents que vous me faites parvenir et peut-être ainsi revenir sur un modèle en utilisant Ct d N^2 D^4 je vais me pencher sur le cas.
Au passage , penches toi sur la résolution de Fp-Ft=m.dv/dt avec Fp constant que tu as un peu loupé .
L' équation différentielle y' = ay²+b est bien connue , mais sa solution l' est (curieusement) nettement moins .
Résoudre l'équa diff voulue avec Fp constant est certes plus intéressant et je vais sans doute m'orienter vers cette solution.
Mais comment la poussée peut rester constante tandis que la trainée évolue à moins d'un changement structurel ou de position d'attaque du mobile ?
A moins que vous aillez une proposition dans cette équation pour la modification des termes Fp et Ft.
Dernière modification par HereIV ; 06/06/2016 à 15h17.
C' est le cas pour un moteur fusée , et presque le cas pour un réacteur simple flux .
Par contre avec une hélice , ça implique d' augmenter la puissance .
C'est justement là que ça me gène à un niveau interprétatif , ce n'est pas possible.
La résolution d'un telle équation n'est pas la difficulté mais plus la cohérence physique du modèle .
Est-ce que sous certaines conditions on pourrait approcher le modèle simplifier de Fp constant.
Pourquoi ?
C' est le même modèle que la chute libre freiné (en atmosphère considérée constante)
Dernière modification par Dynamix ; 06/06/2016 à 15h58.
Bonjour,
Comme pour les hélices d'avion il faut remarquer que le coefficient de traction de l'hélice est approximativement de la forme ( pour le bateaux c'est pareil )
Ct = a J + b ou J = V N /D
L'equation de propulsion est 1/2 Cx d S V^2 = Ct d N^2 D^4 ( trainée = traction)
(a J + b ) D^2 = 1/2 Cx S( V / ND)^2
1/2 Cx S J^2 - a J D^2 - b D^2 = 0
Cette equation a une solution J >0 connaissant J et D tu calcules V car J= V /( ND )
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Re bonjour
J'ai oublié qu'il y a une autre équation
Puissance motrice = Cp d N^3 D^5
Comme de l'auation traction trainée tu connais J , tu peux donc connaitre Cp
Si tu fixes la puissance motrice P alors N est connue
Alors la vitesse est connue
J'ai oublié qu'i l fallait évidement fixer la puissance pour trouver la vitesse
J'espère que tout est clair
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Bonjour , merci de votre réponse.
Je vais me lancer vers ces approximations aéronautiques car sinon je vais compliquer la chose pour rien.
Auriez-vous un document pdf ou page web ou je peux retrouver notamment pour citer en biblio ce bilan .
Merci
Bonjour,
Je n'ai pas de document sur cette méthode de résolution . Je l'ai imaginer pour résoudre ce type de problème.
Si tu regardes les courbes donnant le Ct des hélices avion en fonction de J ( Voir rapport N°640 du NACA facile à voir avec GOOGLE ) Ct est une foction quasi linéaire de J
il semble que dans le document https://www.fichier-pdf.fr/2013/09/0...es-marines.pdf vers la page 34 il utilise une méthode semblable.
D'ailleurs là aussi le coefficient de traction est quasi linéaire par rapport à J et cela d'après ce document
Dernière modification par calculair ; 06/06/2016 à 16h59.
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
bonjour
une reference sérieuse pour les calculs des navires trainée propulsion
http://www.academia.edu/13941843/Thé...et_Propulsion_
mieux que toutes les formules fumeuses que l'on trouve
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
