Discussion:Coefficient de traînée

Définition du Cx

Hello ! IL est gênant d'écrire : "...Cx est un nombre sans dimension caractéristique de la forme du mobile uniquement" : Le Cx ne dépend pas uniquement de la forme d'un corps, mais il dépend de la façon dont il se présente à l'écoulement (son incidence), ainsi que du type d'écoulement (son Reynolds, près du sol, etc..).

Je reprends encore la critique (constructive, j'espère) pour signaler que la première phrase : "Un mobile se déplaçant dans un fluide pesant subit de la part de ce fluide une distribution de pression dont la résultante s'oppose à sa marche." est fausse en cela que la résultante ne s'oppose pas seulement à la marche mais peut également agir sur le mobile dans une direction perpendiculaire à celle de la marche (en latéral ou en vertical). Il me semble qu'on devrait simplifier cette première phrase en quelque chose comme : "Un mobile se déplaçant dans un fluide au repos subit sur sa surface de la part de ce fluide un ensemble de pressions qui, en général, tend à le freiner, mais aussi à le déplacer et changer son orientation". Notez que j'ai ci-dessus supprimé le mot "pesant", pour simplifier la phrase et parce que un fluide pourtant pesant mais non visqueux ne génère pas forcément ce genre d'effort. J'ai aussi ajouté "au repos" car si le fluide est doté d'une certaine vitesse, la Traînée peut devenir motrice.

Dans le paragraphe : "Force (ou résultante) de Traînée", il faut changer : "S la surface frontale du mobile (en m²), C_x le coefficient de trainée" en : "S la surface de référence choisie pour le mobile (en m²), C_x le coefficient de trainée attaché à ladite surface de référence". C'est important parce que les jeunes mettent un certain temps à comprendre qu'il existe un Cx par surface de référence choisie.

En fait, les aérodynamiciens jonglent sans arrêt avec les surfaces de références et sont d'ailleurs réputés pour ce jonglage. Rappelons que le choix de la surface de référence est libre.

On trouve, c'est vrai, la surface frontale (mais, pour une voiture, avec ou sans les rétroviseurs extérieurs ?), la surface alaire (mais avec les dispositif hypersustentateurs ou non ?), la puissance 2/3 du volume du corps pour les dirigeables (mais sans les nacelles habitables ou motrices) ou les sous-marins (tout cela très utile), la surface mouillée pour les dirigeables, les bateaux et sous-marins ou les trains (très utile également). On peut également trouver la surface mouillée projetée sur un plan contenant la direction de la marche.

Enfin bref on fait ce que l'on croit le plus utile, mais ce qui est important par dessus tout est de préciser la surface de référence S qui a présidé au calcul du Cx afin que chacun puisse restaurer le produit S*Cx qui donnera accès à la Traînée.

Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 17 novembre 2013 à 22:34 (CET)

Bonjour Bernard

je suis d'accord avec la plupart de vos remarques ; toutefois vous faites erreur en imputant à la viscosité du fluide un rôle dans la traînée. C'est bien l'inertie du fluide (donc sa masse) qui est la source de ce torseur d'actions résistantes. La meilleure preuve est que l'on peut calculer la résultante de traînée dans un écoulement plan par les potentiels complexes, qui ne font intervenir que la stationnarité de l'écoulement et les hypothèses du fluide parfait pesant.

D'autre part, les composantes de forces (passives) perpendiculaires à la marche du mobile existent en effet dans le cas général, mais elles sont appelées « dérive » (ne relèvent plus de la « traînée »). Le coefficient qui leur est relatif est parfois noté Cy pour cette raison. --Verbex (discuter) 7 octobre 2014 à 20:12 (CEST)

Bonjour Verbex. L'influence de la viscosité dans la Traînée est diverse : La viscosité se manifeste à travers la friction sur la surface des corps ; ainsi on peut considérer que lorsque les corps sont convenablement profilés (comme les dirigeables, par exemple), leur Traînée est essentiellement une Traînée de friction. Pour les corps moins bien profilés, il y a deux sources de Traînée : la Traînée de Pression et la Traînée de friction. Sauf, par exemple, pour le disque présenté frontalement à l'écoulement où le jeu des forces de friction s'annule. D'autre part, le comportement de la Couche Limite (zone où l'écoulement est régit par la viscosité) commande le type d'écoulement sur les corps : comme la sphère et le cylindre, les corps profilés 2D et 3D connaissent une crise liée à la transition de leur Couche Limite du régime Laminaire au régime Turbulent. Par contre, bien sûr, en Fluide Parfait la viscosité n'intervient pas. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 28 octobre 2017 à 22:28 (CEST)

Cx d'une aile

Hello, vous-autres ! À mon sens, il est dangereux d'écrire "En aérodynamique, le Cx d'une aile est d'environ 0,005 à 0,010 en vol," sans préciser la surface de référence choisie : Ici c'est forcément la surface alaire... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 17 septembre 2013 à 17:42 (CEST)

Effectivement ! RadXman (discuter) 9 mai 2020 à 18:17 (CEST)

Cn et Ca

Le Cn est le coefficient de force normale et le Ca le coefficient de force axiale, ces deux axes étant définis par rapport au corps (et non par rapport au vent comme le Cx et le Cy). Il y a une relation, évidemment, entre Cx, Cy, Ca et Cn. Cette relation se simplifie cependant pour les incidences nulles (lorsque l'axe du corps est parallèle à la direction du vent) et on peut alors considérer que Ca ~ Cx. De même pour les faibles incidences, Cy ~ Cn. Mais attention au fait que la pente du Cy par rapport à l'incidence n'est pas égale, même pour les petites incidences, à la pente du Cn, sauf lorsqu'on peut estimer que la Traînée est faible. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 17 septembre 2013 à 18:00 (CEST)

Surface de référence

Il faudrait écrire :"La surface de référence est en général celle du maître-couple,", car on peut évidemment utiliser la surface de référence que l'on veut. Ainsi, si un chef d'entreprise demande à caréner un conteneur pour le faire voyager sous élingue par hélicoptère, c'est évidemment la section frontale du conteneur qui sera imposée par lui aux ingénieurs aérodynamiciens (le carénage du conteneur pouvant être de section plus grande que la section frontale du conteneur). D'autres exemples de choix spéciaux de surface de référence sont celui d'une surface virtuelle dans l'étude des dirigeables (la puissance 2/3 de son volume) ou celui de la section de l'ogive dans le cas des fusées d'amateurs, surface dans laquelle la section frontale des ailerons n'est pas comptée. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 17 septembre 2013 à 18:10 (CEST)

Diverses corrections

Hello ! J'ai fait quelques corrections. J'ai surtout supprimé la référence aux 6 coefficients (donc Cl, Cm et Cn): ces trois derniers ne sont pas des coefficients de traînée. Il faut aussi préciser à chaque fois (voiture, aile d'avion) la surface de référence utilisée pour la détermination du Cx sinon on induit le lecteur en erreur. Il faut se souvenir que le Cx d'une aile est du même ordre que le Cx d'une voiture profilée si on prend comme référence pour les deux la surface frontale. Le Cx des ailes est souvent d'un ordre inférieur (disons dix fois moins) au Cx d'une auto parce que l'on prend pour les ailes la surface alaire comme référence (laquelle est 10 ou 12 fois supérieure à la surface frontale de l'aile...

Pour le Cx très particulier de la sphère, je viens de publier un texte de 70 pages : http://perso.numericable.fr/gomars2/aero/cx_sphere.doc. Pour le Cx de la sphère en sous-critique, il vaudrait d'ailleurs mieux utiliser le signe "peu différent" plutôt qu'un signe égal... Également, le Reynolds critique n'est pas si "carrément" à 5 10^5, mais il se situe entre 3 et 5 10^ (selon turbulence de l'écoulement). En vous remerciant, Bernard de Go Mars (discuter) 7 octobre 2014 à 19:57 (CEST)

Proposition d'anecdote pour la page d'accueil

Une proposition d'anecdote pour la section « Le Saviez-vous ? » de la page d'accueil, et basée sur cet article, a été proposée sur la page dédiée.
N'hésitez pas à apporter votre contribution sur la rédaction de l'anecote, l'ajout de source dans l'article ou votre avis sur la proposition. La discussion est accessible ici.
Une fois l'anecdote acceptée ou refusée pour publication, la discussion est ensuite archivée là.
(ceci est un message automatique du bot GhosterBot le 04 novembre 2016 à 16:47)

Mention de la courbe "standard" d'après Clift, Grace & Weber

Hello ! J'ai ajouté une mention vers le graphe de la courbe standard. C'est simple et efficace pour les gens qui veulent aller plus loin dans le Cx de la sphère. Par contre, je ne sais pas mettre une vignette de ce graphe, ce qui serait utile... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 10 janvier 2018 à 15:47 (CET)

— Ariel (discuter) 10 janvier 2018 à 16:55 (CET)

Merci Ariel. À mon sens, ce graphe décrit mieux que de longs discours le comportement archétypique de la sphère à tous ses régimes et Reynolds. Une petite correction serait possible dans ton texte de présentation du graphe : Ce graphe couvre la totalité des Reynolds envisageables (en gros) puisqu'il court du régime de Stokes jusqu'au régime hypercritique où les expérimentations se trouvent forcément confrontées aux phénomènes transsoniques (on n'y échappe sans doute que dans une soufflerie à densité variable). Donc on pourrait écrire (pour simplifier le propos) "dans toutes la gamme des Nombres de Reynolds possibles". Autre petite chose : est-il possible que le lien (interne !) pointe vers la page https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CX_SPHERE.png dans laquelle le graphe a été commenté ? Enfin, ceci est un problème de fond : le logiciel qui permet de lire les annotations sur une image n'est disponible que dans ladite page alors que, pour moi, les annotations peuvent être très pratiques et pédagogiques. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 10 janvier 2018 à 17:07 (CET)

J'ai ajouté des notes de bas de page pour compléter. Sinon, il est techniquement possible de faire un lien vers, par exemple, la section « Description » de la page de Commons susmentionnée. Mais il s'agirait d'un lien externe, qu'on n'a pas le droit de mettre directement dans le texte : il faudrait passer par une référence. Il est plus simple d'incorporer directement à l'article ce qu'on souhaite y noter. — Ariel (discuter) 10 janvier 2018 à 19:05 (CET)

Merci Ariel : C'est très bien comme ça et on a accès directement aux annotations. Tu écris dans la discussion : "Mais il s'agirait d'un lien externe, qu'on n'a pas le droit de mettre directement dans le texte". C'est peut-être ce que j'ai essayé de faire cet après-midi, ce qui a donné l'épisode de suppression de ce lien "externe". Mais apparemment ça fonctionne très bien ! (Donc je n'ai rien compris). Tu écris aussi, cette fois dans l'article : "Les valeurs Re > 10^8, transsoniques, sont difficiles à atteindre en pratique." Il faudrait trouver une formule qui expliquerait qu'on peut atteindre ce Reynolds mais qu'on l'atteint en "compressible" dès qu'on teste des sphères de diamètres raisonnables (D =7cm pour ReD =10^8 si l'on place les premier troubles transsoniques à 200m/s). Amicalement,Bernard de Go Mars (discuter) 10 janvier 2018 à 22:05 (CET)

Les liens externes dans le texte fonctionnent très bien, ils sont juste interdits (autorisés seulement dans les sections « Notes et références » et « Voir aussi »). La raison de cette interdiction est sans doute que les liens externes seraient plus difficiles à contrôler s'ils étaient disséminés dans le texte (gros risque de spam). Quant aux précisions que tu apportes ci-dessus, tu peux si tu veux les rajouter à la note de bas de page. — Ariel (discuter) 11 janvier 2018 à 07:18 (CET)

Je viens d'apporter quelques précisions (basiques et schématiques) sur les variations du Cx de la sphère lisse. Dites moi ce que vous en pensez (hum : la vignette du graphe devrait être remontée légèrement). Pour raison d'unité j'ai changé la limite supérieure de la plage de Newton dans le tableau qui suit, ainsi que la valeur "d'ingénieur" du Cx qui est une linéarisation de la courbe. À mon sens, il faudrait soit supprimer le même tableau, soit le compléter par le Cx en régime supercritique (disons 0,1). De même, il faudrait qualifier les noms de sa première colonne : "Régime de Stokes", "Plage de Van Allen" et "Plage de Newton". Qu'en pensez-vous ? Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 11 janvier 2018 à 18:52 (CET)

Je viens aussi, dans la phrase "Le Cx d'une sphère a été calculé sur une large gamme", de changer le mot "calculé" par le mot "mesuré" car l'essentiel de la courbe vient de mesures. Le Cx dans la plage de Stokes elle-même a été vérifié par des mesures. Autre chose : comme je parle, à titre d'ouverture du Cx du cylindre circulaire, il serait peut-être intéressant de donner un lien (interne !) vers un graphe comparant le cylindre et la sphère, genre : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Comparaison_Cx_sph%C3%A8re_et_cylindre.png. S'agissant de cette dernière idée, vous pourriez vous exprimer mais il est pédagogiquement très utile de rapprocher la crise de la sphère et du cylindre aux yeux des gens qui découvrent celle de la sphère. Cette présentation de la crise du cylindre enfonce bien le clou, à mon sens, de l'influence du Reynolds sur le Cx, ce qui est le but. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 11 janvier 2018 à 21:39 (CET)

Giulio Cesare Costanzi, découvreur de la crise de la sphère dans l'eau

Bonjour. Je viens de corriger un oubli historique. Il semble bien que le colonnel G. Costanzi (https://it.wikipedia.org/wiki/Giulio_Costanzi) a découvert la crise de traînée de la sphère en veine hydraulique vers 1911. Dans le NACA TN N°134 (STANDARDIZATION AND AERODYNAMICS, Mars 1923), il écrit  : "J'ai été, je crois, le premier à signaler en Mai 1911 l'existence d'un changement de régime de résistance des mâts cylindriques et profilés, fils, sphères et corps profilés". Eiffel parle de ce constat de Costanzi dans un de ses textes. Malheureusement je n'ai pas trouvé la publication de Costanzi sur ce sujet. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 24 janvier 2018 à 22:42 (CET)

Nouvelle page "Crise de traînée"

Bonjour à tous. Je viens d'apposer sur la présente page "Coefficient de traînée" des liens vers la page "Crise de Traînée" que je viens (modestement) de créer (explication physique du phénomène à venir). J'ai aussi un peu modifié le tableau des valeurs de Cx de la sphère en y ajoutant le régime supercritique. Quelqu'un sait-il comment on peut remplacer dans ce tableau les signes = par des ≈ ? (cela serait plus raisonnable). J'ai essayé avec les caractères spéciaux (symboles) mais c'est refusé par le programme afficheur... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 28 mars 2019 à 12:03 (CET)

Concernant le caractère « ≈ » : pas de problème dans le texte ordinaire ou avec des modèles comme {{formule}} et {{mvar}}, par contre en TeX (dans <math></math>) il est rendu par « \approx ». — Ariel (discuter) 28 mars 2019 à 12:45 (CET)

Merci Ariel. C'est ainsi que Wikipédia est grand ! J'ai placé des \approx à la place des signes = pour les Cx sous-critique et supercritique. C'est nettement plus raisonnable, vu que ces Cx sont quand-même assez variables, chacun dans sa plage (ce sont des valeurs pour ingénieurs). Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 28 mars 2019 à 16:46 (CET)

Création d'un article "Corps de moindre traînée"

Bonjour à tous ! Que diriez-vous d'un article sur ce sujet (simple en apparence mais beaucoup plus compliqué quand on s'y intéresse) ? Mon brouillon est ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Utilisateur:Bernard_de_Go_Mars/Brouillon#Dirigeables_et_sous-marins. Vous pouvez m'apportez vos idées ou commentaires... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 26 avril 2019 à 17:43 (CEST)

Je publie l'article : https://fr.wikipedia.org/wiki/Corps_de_moindre_traînée. Apportez-moi vos remarques souhaits et conseils. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 8 mai 2019 à 22:53 (CEST)

Choix de la surface de référence pour le $C_{x}$

Bonjour à tous ceux qui suivent (cette page). Je me propose d'ajouter à l'article un paragraphe sur le Choix de la surface de référence. On trouvera ce projet ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Utilisateur:Bernard_de_Go_Mars/Brouillon. Qu'en pensez-vous ? Il est de fait que les choix de surfaces ou longueur de référence des divers coefficients et des nombres adimensionnels apparaissent toujours comme semi-magiques aux yeux de l'impétrant. Donc on peut débroussailler ce domaine comme je le fais dans ce projet. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 30 septembre 2019 à 18:56 (CEST)

Bonjour à tous ! Il faut aller de l'avant ! J'ai donc collé mon brouillon dans un nouveau paragraphe de l'article. Lisez le bien pour m'en faire votre critique. Vous noterez que j'ai utilisé une nouvelle fois dans cet article la sacro-sainte courbe du Cx de la sphère (je dis parfois que cette seule courbe pourrait à elle seule servir de sauf-conduit dans une civilisation extraterrestre !) : j'ignore quelle est la politique à adopter pour économiser le téléchargement des 2 vignettes de ce même fichier... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 1 octobre 2019 à 16:44 (CEST)

Galerie pour Cx en vrac

Bonjour à tous. Je crée ce jour au bas de l'article une galerie où il sera possible de placer des Cx en vrac. Pour l'instant, l'image donnant les Cx frontaux de plaques carrée, circulaire, triangulaire équilatérale, etc. est un peu seule, mais cela pourrait évoluer (j'ai dû créer cette image car le texte britannique d'origine est toujours protégé). Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 6 décembre 2021 à 17:29 (CET)*

J'ajoute un image donnant le Cx total et de culot de corps 2D. Malheureusement, je n'arrive pas à lui donner une taille plus modeste, même par le dispositif "redresse=". Ceci dit, cette image n'est en rien modeste puisqu'elle montre que la partie avant des deux derniers corps les entraîne vers l'avant (le Cx total étant inférieur au Cx de culot). Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 14 mai 2022 à 11:59 (CEST)

Bonjour Bernard de Go Mars . Le problème vient de ce que le paramètre heights= n'est pas amendable (les paramètres vignette et redresse= sont inopérants). J'ai réglé le problème, pour la dernière image, en codant un autre <gallery> (évidemment, il faudra revoir ça si l'on ajoute une autre image de hauteur incompatible). — Ariel (discuter) 15 mai 2022 à 08:09 (CEST)

Merci Ariel pour cette brillante correction !... Je suis en train de me demander s'il ne serait pas utile de créer une petite section où l'on évoquerait les Cx locaux (comme le Cx de culot, le Cx d'avant-corps ou d'arrière-corps), car, pour les débutants, ces notions très parlantes et très simples sont mal connues et paraissent quelque peu magiques... Qu'en penses-tu ? Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 15 mai 2022 à 10:17 (CEST)

J'y pense. Une personne avisée comme toi devrait savoir pourquoi la page de définition dudit fichier n'autorise pas (chez moi, sur mon FF) l'ajout de notes. De même, ma dernière animation gif ne le permet pas alors que certaines de mes autres animations le permettent... En te remerciant par avance pour tes lumières, Bernard de Go Mars (discuter) 15 mai 2022 à 10:31 (CEST)

Concernant les Cx locaux, désolé, je n'y connais rien. Concernant l'ajout de notes je ne comprends pas. Bizarrement, quand j'ai cliqué sur l'image il y a quelques minutes je suis tombé (pour les deux pages, Coefficient de traînée et Avant-corps (mécanique des fluides)) sur un fichier de Wiki-fr, sur la page duquel il était dit que le même fichier était annotated sur Commons. Ayant vérifié que le fichier existait bien sur Commons j'ai voulu supprimer le fichier de Wiki-fr mais — bizarrement encore — je n'ai pas pu. À peine plus tard j'ai de nouveau cliqué sur les images des deux articles et je suis tombé, comme il est normal, sur le fichier de Commons. Le fichier de Wiki-fr existe toujours, cependant. Peut-être s'agit-il d'une modification du système, et que le fichier de Wiki-fr ne soit qu'un fantôme de celui de Commons ? Je n'y comprends rien. — Ariel (discuter) 15 mai 2022 à 17:19 (CEST)

Cher Ariel, merci pour ta réponse et tes investigations :

>>>>>>>>>>>>>>>>Concernant les Cx locaux, désolé, je n'y connais rien<<<<<<<<<

C'est simple : Le Cx total d'un corps (une sphère, par ex.) peut être décomposé en un Cx d'avant-corps (Cx de l'hémisphère avant) et un Cx d'arrière corps (Cx de l'hémisphère arrière). la somme de ces deux Cx reconstitue le Cx total (ou complet). De mémoire, au premier régime de la sphère, et assez contre intuitivement, le Cx de l'hémisphère avant est très faible.

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>. Peut-être s'agit-il d'une modification du système, et que le fichier de Wiki-fr ne soit qu'un fantôme de celui de Commons ?<<<<<<<<<<<<<<<< Ouhhh!!! En tout cas il y a un problème car, des fois, on arrive a annoter les gif animés et des fois pas... Quant aux images jpg ou png, je les annote la plupart du temps, sauf celle-là...

Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 15 mai 2022 à 18:27 (CEST)

Justification de la surface de référence

Il serait nécessaire selon moi de mentionner que ceci est lié à l'invariance d'échelle des équations d'Euler, qui dit que, à nombre de Mach donné, des écoulements sur des géométries homothétiques sont homothétiques. Les traînées d'onde (de pression) de ces corps sont donc identiques si on utilise une surface de référence dont la longueur caractéristique (quelle que soit celle-ci) est proportionnelle à la taille de l'objet.--Jojo V (discuter) 10 août 2022 à 09:31 (CEST)

D'accord, en gros. Tu pourrais proposer ton ajout ici (ou directement dans l'article). Mais, comme tu le sais, une forme deux fois plus petite ou deux fois plus grande ne donne pas, en général, le même écoulement puisque le Reynolds de celui-ci est deux fois plus petit ou plus grand (à vitesse égale), ce qui peut déclencher ou non la transition (ou le retour) de la Couche limite vers un autre état (soit l'état laminaire, soit l'état turbulent). C'est cela le problème, ce qui oblige à beaucoup de circonspection dans notre rédaction... Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 10 août 2022 à 11:35 (CEST)

J'ai bien dit que cela concernait les équations d'Euler, donc l'écoulement externe (pas la couche limite, pas les régions décollées).--Jojo V (discuter) 10 août 2022 à 21:35 (CEST)

Je dois confesser que mes connaissances en Mécanique des Fluides sont celles de la Mécanique des Fluides expérimentale, ce qui fait que je me suis toujours débrouillé sans les grandes équations (Navier-Stokes ou Euler). Tu peux donc apporter ta modification.

Ceci étant, le choix de la surface de référence, qui chagrine beaucoup (et interroge autant) les débutants, se fait de façon assez instinctive et insouciante par les professionnels ; en fait ils choisissent une surface de référence qui donne des courbes décrivant correctement les phénomènes observés et permettant l'application de leurs observations à des corps proches en formes et dimensions. Amicalement, Bernard de Go Mars (discuter) 11 août 2022 à 10:10 (CEST)

Choix de la surface de référence

J'effectue ce jour des corrections sur ce sujet qui doit être obscur pour les impétrants, en axant le texte sur l'histoire du coefficient de traînée, ainsi quand l'aérant et en le simplifiant ((du moins l'espéré-je). Bernard de Go Mars (discuter) 21 septembre 2022 à 12:13 (CEST)