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Forum de parapente

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Auteur Fil de discussion: Surface lisse entraine plus de traînée  (Lu 3139 fois)
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Denis_13
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« le: 18 Mars 2018 - 19:48:17 »

Ramené à notre activité, est-ce que nos voiles auront un jour des alvéoles? Sourire

https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/physique-balles-golf-ne-sont-pas-lisses-8541/
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« Répondre #1 le: 18 Mars 2018 - 21:04:31 »

sur les avions de lignes il y a aussi des déflecteur pour modifier le flux d'air et améliorer la trainé !
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Tom
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« Répondre #2 le: 19 Mars 2018 - 08:39:44 »

Ramené à notre activité, est-ce que nos voiles auront un jour des alvéoles? Sourire

https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/physique-balles-golf-ne-sont-pas-lisses-8541/

Non Sourire

Mais les suspentes... peut être ?

Petit mot sur le décollement pour mieux comprendre l'affaire :
Lorsque le Gradient de pression est défavorable, c'est à dire lorsque la géométrie cherche à ralentir l'écoulement, c'est le cas par exemple sur la partie arrière de l'extrados ou au delà du maître couple d'une balle de golf. Il y a un conflit entre l'inertie qui tend à détacher l'écoulement de la surface et la viscosité qui attache la couche limite à la paroi. Plus les turbulences sont importantes dans cette zone, plus la couche limite sera stable et robuste au décollement.

Sur un parapente le décollement arrive sur l'extrados assez proche du bord de fuite. Jusqu'ici mes petits tests m'ont montré que la couche limite étant déjà très turbulente à cause de la rugosité du tissu, des petits plis des coutures, etc que des petits générateurs de vortex n'ont que très peu d'effet.
D'ailleurs, je corrigerai en disant qu'il y avait des générateurs de vortex/turbulence sur les avions mais ça ne se fait plus aujourd'hui. En effet c'est quand même une solution "de bricolage" pour répondre à un mauvais design de la géométrie

Sur une balle de golf, ou une suspente, c'est différent. On est dans un régime d'écoulement ou des structure cohérentes se forment appelées allée de Von Karman avec une traînée de pression élevée et une excitation en portance oscillante. L'idée de la rugosité c'est aussi de détruire la cohérence de ces structure.
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papyon
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« Répondre #3 le: 19 Mars 2018 - 09:31:47 »

Ramené à notre activité, est-ce que nos voiles auront un jour des alvéoles? Sourire

https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/physique-balles-golf-ne-sont-pas-lisses-8541/

Non Sourire

Mais les suspentes... peut être ?


 mort de rire CHICHE  mort de rire

PS/ il y a qd mm un rapport de plus de 1000 entre les nb de Reynolds d'une balle de golf et d'une suspente : Les tourbillons doivent être bien différents
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« Répondre #4 le: 19 Mars 2018 - 13:18:27 »

D'ailleurs, je corrigerai en disant qu'il y avait des générateurs de vortex/turbulence sur les avions mais ça ne se fait plus aujourd'hui. En effet c'est quand même une solution "de bricolage" pour répondre à un mauvais design de la géométrie

Oui enfin pas que... Il y a des planeurs qui ont encore des turbulateurs pour "alimenter" les gouvernes, et on peut pas dire que le design n'a pas eté etudié.
Ca peut etre des simples scotch en zigzag mais on a aussi vu des turbulateurs pnematique !

Norbert
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« Répondre #5 le: 19 Mars 2018 - 15:36:52 »

@Papyon : oui et non... en général on parle de régime d'écoulement, sur une plage de reynolds donnée même grande si on reste dans le même régime on est susceptible d'avoir des écoulements très proches voir identiques. C'est pour ça qu'on peut se permettre en soufflerie de faire des essais d'ailleurs avec des reynolds souvent bien plus faible qu'en réalité (Sinon bonjour la taille des veines!)

@Norby : jusqu'ici j'ai jamais vu de générateurs de vortex sur les planeurs modernes. Si tu mentionne les scotch rugueux il s'agit de bandes de transition, car les planeurs ont des profils laminaires et il convient dans la partie arrière d'assurer un régime turbulent pour repousser le décollement, certes cest la meme idee mais c'est un peu différent ...


Au passage la balle de golf de l'aerodynamicien ci dessous : mais bon on trouve toujours des raisons pour ne pas écouter les aerodynamiciens  canap


* 83.jpg (16.34 Ko, 322x332 - vu 176 fois.)
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« Répondre #6 le: 19 Mars 2018 - 15:57:30 »

Je dis peut-être une connerie, mais il me semblait avoir entendu que sur une balle de golf comme un ballon de foot, les trous/coutures permettent d'avoir des turbulences régulièrement réparties et pas anarchiques. Et donc d'avoir une trajectoire droite
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« Répondre #7 le: 19 Mars 2018 - 16:04:42 »

Mon prof de physique vulgarisait le phénomène en disant qu'en créant des turbulences à petite échelle le long de la surface, on "lubrifiait" la surface pour éviter les turbulences de grande échelle (décollement de la couche limite : perte de l'écoulement laminaire).

Je dis peut-être une connerie, mais il me semblait avoir entendu que sur une balle de golf comme un ballon de foot, les trous/coutures permettent d'avoir des turbulences régulièrement réparties et pas anarçchiques. Et donc d'avoir une trajectoire droite

Les turbulences de grande échelle donnent des oscillations aléatoires sur la trajectoire.
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« Répondre #8 le: 19 Mars 2018 - 18:11:09 »

Je dis peut-être une connerie, mais il me semblait avoir entendu que sur une balle de golf comme un ballon de foot, les trous/coutures permettent d'avoir des turbulences régulièrement réparties et pas anarchiques. Et donc d'avoir une trajectoire droite

La turbulence c'est intrinsèquement chaotique et instationnaire  prof

L'idée de la balle de golf, ou du ballon sonde avec des pointes, c'est de tuer des structure cohérentes oscillantes qui à la base ne sont PAS de la turbulence car bien déterministe.

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« Répondre #9 le: 19 Mars 2018 - 18:22:15 »

La Nasa résume le problème en image.

1/-2/ écoulement rampant à très faible Reynolds (basse vitesse dans de l'huile par exemple)

3/ Régime Laminaire avec allées de Von Karman, charge oscillante, traînée très importante et charge instationnaire verticale.

4/  Régime Transitionnel, trainée importante et pas de charge verticale

5/ Régime turbulent, décollement repoussé, traînée plus faible et pas de charge verticale.

L'idée des alvéoles/pointes et de tuer les structures cohérentes pour passer de 3/ -> 4/  (ou 3/ -> 5/ si le Reynolds est assez important)
L'idée de la rugosité (ex avec les coutures du ballon de foot ou des bandes de transition sur un Planeur) c'est de passer de 4/ ->5/  (ou directement 3/ -> 5/ selon le Re et la taille de la perturbation).


La transition de la couche limite se produit de manière naturelle sous forme d'onde qui se propage jusqu'à arriver à un état chaotique lorsque le Reynolds est assez élevé. (Deuxième photo, on voit bien le régime transitionnel)

Petit bilan :
La conception aérodynamique idéale aura :

- PAS de structures cohérentes instationnaires de type Von Karman
- Une couche limite laminaire la ou il n'y a pas de risque de décollement (partie avant du profil) pour minimiser la trainée de frottement.
- Une couche limite turbulente la ou il y a risque de décollement (partie arrière du profil) pour minimiser la trainée de pression / de culot.

Entre les deux il faudra provoquer la transition (bande rugueuses). Enfin, plus une couche limite est à fort taux de turbulence plus elle frottera mais plus elle sera robuste au décollement.
d'ou l'utilisation de rugosité / perturbations parfois dans des zones ou la couche limite est pourtant déja turbulente.

Tom

  




* bilan.jpg (75.1 Ko, 720x540 - vu 190 fois.)

* bilan.jpg (75.1 Ko, 720x540 - vu 145 fois.)

* transitionel.jpg (6.27 Ko, 275x183 - vu 158 fois.)
« Dernière édition: 19 Mars 2018 - 18:32:55 par Tom » Signaler au modérateur   parapente Enregistrée

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roofus
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« Répondre #10 le: 19 Mars 2018 - 18:55:41 »

Lors d'une coupe " de l'américa" une équipe avait collé sur les œuvres vives un revêtement reproduisant fidèlement la peau (très très rugueuse) du requin afin pensait elle d'améliorer la glisse et donc la vitesse par rapport à la concurrence ...
Y m'semble que ça n'a pas été un grand succès sinon y s'y serait tous mis ...
« Dernière édition: 19 Mars 2018 - 19:16:18 par roofus » Signaler au modérateur   parapente Enregistrée
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« Répondre #11 le: 19 Mars 2018 - 20:14:38 »

Lors d'une coupe " de l'américa" une équipe avait collé sur les œuvres vives un revêtement reproduisant fidèlement la peau (très très rugueuse) du requin afin pensait elle d'améliorer la glisse et donc la vitesse par rapport à la concurrence ...
Y m'semble que ça n'a pas été un grand succès sinon y s'y serait tous mis ...

Encore un autre sujet très intéressant !!

Le sharkskin est un dispositif visant à réduire la trainée de frottement lorsque la couche limite est turbulente. Il ne s'agit plus d'augmenter le taux de turbulence mais plutôt d'optimiser la surface de contact avec l'écoulement. Le problème c'est que même si c'est redoutablement efficace c'est dur à produire et à entretenir, les petites cavités sont vite remplies de saletées et dans ce cas tout s'effondre !
Les "rails" que l'on voit ci-dessous sont placés dans le sens de l'écoulement.


* sharkskin.png (165.41 Ko, 900x730 - vu 142 fois.)
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« Répondre #12 le: 19 Mars 2018 - 21:05:17 »

Merci pour les informations c'est très intéressant en effet.  trinquer
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Norby
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« Répondre #13 le: 20 Mars 2018 - 11:15:22 »


@Norby : jusqu'ici j'ai jamais vu de générateurs de vortex sur les planeurs modernes. Si tu mentionne les scotch rugueux il s'agit de bandes de transition, car les planeurs ont des profils laminaires et il convient dans la partie arrière d'assurer un régime turbulent pour repousser le décollement, certes cest la meme idee mais c'est un peu différent ...

Voila ce qui est mis : http://boutique.finesse-max.com/42-adhesifs-turbulateurs-etancheite
Sur l'ASW 24 par exemple il etait meme interdit de voler si ils n'etaient pas en place.

Norbert
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« Répondre #14 le: 20 Mars 2018 - 13:27:57 »

Merci pour les précision oui je pensais bien à ça, il s'agit bien de bande de transition (les profils sont laminaires sur ce type de machine)
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« Répondre #15 le: 20 Mars 2018 - 14:33:31 »

Lors d'une coupe " de l'américa" une équipe avait collé sur les œuvres vives un revêtement reproduisant fidèlement la peau (très très rugueuse) du requin afin pensait elle d'améliorer la glisse et donc la vitesse par rapport à la concurrence ...
Y m'semble que ça n'a pas été un grand succès sinon y s'y serait tous mis ...
ils s'y sont tous essayés mais les règles l'avait interdit après. c'est super efficace mais plus pour l'eau que l'air. meilleur gain car pour l'air le frottement est beaucoup plus faible et par rapport au poids embarqué et bien ca s'annule voire ça va être négatif
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