Calcul de temps de chauffe et de refroidissement

[David S]

Bonjour à tous,

Je viens solliciter votre aide pour trouver comment calculer des temps de chauffe et de refroidissement issus d'un... jeu vidéo
Ce jeu est une simulation spatiale dans laquelle les armes ont des caractéristiques très précises et suivent, visiblement, les lois universelles.

Par exemple, nous savons que les armes ont un montant de dégât par tir et un nombre de tirs par minute. Il est en résulte un calcul très simple pour connaître ce qu'on appelle le DPS (dégât par seconde), mais celui-ci évidemment ne colle pas du tout avec ce qu'il se passe in-game, car il faut y ajouter une simulation des temps de chauffe et de refroidissement.
Dans le but donc de connaître le DPS 'réel', j'aimerais donc trouver la formule de calcul grâce au scénario suivant :

- une arme qui ne tire pas est refroidie et reste à 300°
- quand l'arme tire, elle monte en température jusqu'à 700°. Elle s'arrête de tirer pour refroidir jusqu'à 550°, température à laquelle le tir recommence etc etc

Côté données nous avons :

- chaleur générée en continue en °/s = Ho (heat online)
- chaleur par tir en ° = Hs (heat per shot)
- nombre de tir par minute = Fr (Fire rate)
- mass thermique = Tm (thermal mass)
- capacité thermique = Hc (heat capacity)
- taux de refroidissement en °/s = Cr (cooling rate)

Jusqu'à présent j'avais trouvé des résultats se rapprochant de ce qu'il se passe in-game avec la formule suivante :

Chaleur générée par seconde = (Ho + (Hs x Fr / 60)) / (Tm x Hc) - Cr

Or cette formule est linéaire alors que le jeu prend en compte la loi de Newton sur le refroidissement exponentiel...
A noter que parmi les données disponibles que je n'ai pas utilisé jusqu'à maintenant nous avons :

- une surface d'échange
- une conductivité thermique
- une masse de l'arme

Sauriez vous m'aider sur le sujet ?
Par avance merci.

Cordialement
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[FC05]

Côté données nous avons :

- chaleur générée en continue en °/s = Ho (heat online)
- chaleur par tir en ° = Hs (heat per shot)

Visiblement tu ne fais pas la différence entre chaleur et température, difficile d'aller plus loin dans cette situation.

Ensuite, je ne vois pas l'intérêt d'une simulation très complexe dans un jeu vidéo spatial qui doit certainement disposer de vaisseaux supraluminiques, de sources d'énergies illimitées, de tuyères uniquement à l'arrière et toutes sortes d'autres incongruités.

[Sethy]

J'approcherais le problème autrement, en faisant 2 simulations :
- la première, le dps obtenu sur la séquence suivante : passage de 550°C à 700°C et ensuite refroidissement jusqu'à 550°C.
- la seconde, le dps obtenu durant exactement le même temps que dans le cas un, si on reste juste "en deça" de 550°C.

Logiquement, le premier devrait être meilleur car justement, si le système suit les lois physiques, le refroidissement de 700 à 625°C devrait être plus rapide que celui de 625 à 550°C. 625°C étant le t° médiane que j'ai pris pour illustrer le refroidissement "classique".

[David S]

C'est bien possible, je suis archi nul en physique !
Quant à l'intérêt du jeu en lui-même, je crois que ce n'est pas le sujet... Désolé d'avoir suscité cette réaction chez toi

[A voir en vidéo sur Futura]

[David S]

Le temps de montée en température de l'arme est effectivement plus lent de 650 à 700 que de 300 à 350°.
Je prends 300° puisque c'est la température à laquelle l'arme va se retrouver à l'arrêt complet des tirs.

[FC05]

C'est bien possible, je suis archi nul en physique !
Quant à l'intérêt du jeu en lui-même, je crois que ce n'est pas le sujet... Désolé d'avoir suscité cette réaction chez toi

Ne le prends pas personnellement, c'est juste que j'en ai marre d'expliquer que "non, l'armure d'iron man n'existe pas et ce n'est pas possible de la faire et en plus il disent iron man alors qu'il n'y aurait pas de fer à l'intérieur".

Pour ton problème, on tombe sur des exponentielles ou pire si c'est dans le vide des transferts en T⁴.
En gros il te faudrait de bons gros cours de transfert thermique et je pense que ça dépasse le cadre de ce forum.

Autant simplifier par des droites ou des portions de droites à régler en fonction de la jouabilité. En plus ce sera moins gourmand en calculs.

[David S]

Une certitude, le calcul est effectué avec les quelques données extraites du jeu, et elles sont pas nombreuses en ce qui concerne la chauffe d'une arme...
Techniquement dans le jeu, la chaleur est évacuée par un 'cooler' qui bien entendu n'est pas capable de tout transférer sinon il n'y aurait pas de surchauffe.
Je suis sur que la formule est 'simple', juste que je n'arrive pas à la trouver, quant à la puissance de calcul demandé dans le cadre de cette formule c'est juste quasi ridicule.
Je suis nul en physique mais je suis développeur et je traite toute la data du jeu en quelques ms

[RomVi]

Il n'est pas nécessaire d'utiliser des formules compliquées. Tu peux partir du principe que la température décroit chaque seconde d'un certain pourcentage correspondant à la température atteinte en degrés Kelvin. Par exemple si le canon atteint 800K et que l'arme perd 3% chaque seconde on sera donc à 800 * (1-3%) = 792K. Au bout de 2 seconde on atteint 792 * (1-3%) = 768K etc

La valeur de ce pourcentage est directement liée à la surface / la masse * une constante que tu définira toi même, à toi de trouver une valeur qui donne des résultats réalistes.