Fiche n°V.5 : Comportement dans un milieu fluide.

Fiche n°V.5 : Comportement dans un milieu fluide.
Dans quels cas peut-on utiliser Flow Simulation ?
a) Déterminer – vérifier la trainée (résistance de l’air) pour un système en mouvement dans l’air
b) Déterminer – vérifier les perturbations d’air pour un système en mouvement dans l’air
c) Vérifier le flux de circulation d’un fluide dans un composant – une canalisation …
Niveau de maîtrise
J’en ai entendu parler
Je peux en parler
Je peux m’en servir
Les définitions :

La pression statique : La pression statique notée p, dans un fluide (eau, air...) en mouvement,
est la pression que mesure un capteur qui se déplace à la même vitesse que le fluide.

La pression dynamique : La pression dynamique est exercée par un fluide sur un objet et qui
est due au déplacement de ce fluide autour de cet objet. Elle dépend de la vitesse et de la
masse volumique du fluide en déplacement :
q =  . V² / 2

La pression totale : c’est la somme de la pression statique et de la pression dynamique, notée

Ecoulement laminaire ou turbulent dans une conduite – le nombre de Reynolds : Re
o Si Re < 2000 : régime laminaire
o Si 2000 < Re < 3000 : régime intermédiaire
o Si Re > 3000 régime turbulent

Théorème de Bernouilli : la somme des pressions et des énergies mécaniques par unité de volume est constant tout le long
du tube de courant
pT = p+ q
=  . V . D / 
 . V1² / 2 +  . g . z1 + p1 =  . V2² / 2 +  . g . z2 + p2


Principe fondamental de Venturi : Soit un fluide de volume V
et de masse m, ce fluide étant par hypothèse
incompressible et en débit permanent, il occupe toujours le
même volume
La portance : c’est la force qui permet à un aéronef de s'élever et de se maintenir en altitude. La portance
aérodynamique est la composante de la force subie par un corps en mouvement dans un fluide qui
s'exerce perpendiculairement à la direction du mouvement.
C'est la portance des aérodynes (engins plus denses que l'air).

La trainée : c’est la force qui freine un aéronef dans l’air ou le
déplacement d’un fluide dans une canalisation.

Coefficient de trainée : noté Cx, est un indicateur de la pénétration de
la forme dans l’air lors du déplacement du système ou de l’air suivant
l’axe

Coefficient de portance: noté Cy est un indicateur de la portance de
la forme dans l’air suivant l’axe perpendiculaire à l’axe de
déplacement relatif de l’air.

Relation trainée – Cx : Cx

Relation portance – Cy : Cy

Les Cx selon différentes formes :
= Fx / (1/2.  . Vx² . Sx)
= Fx / (1/2.  . Vx² . Sy)
Logiciel à utiliser : FlowSimulation intégré dans SolidWorks
Lancement : Aller dans complément et cocher FlowSimulation
Spécialité ITEC – Fiches de synthèse
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Fiche n°V.5 : Comportement dans un milieu fluide.
Outils de Validation des performances :
1. Validation chiffrée par Flow simulation :
Validation, lors de la conception détaillée, de la maquette Solidworks
conçue. La validation des performances peut être recherchée par
rapport :
a. Aux critères du Cahier des Charges Fonctionnelles.
b. à une conception antérieure ou système d’origine
a.
Simulation des performances de conception préliminaire :
perturbation du flux d’air, (ci-dessus)
coefficient de trainée Cx – force de trainée Fx,
coefficient de portance Cy – force de portance Fx,
vitesse du flux d’air…. selon besoin.
Valeurs calculées par flow simulation et exportées dans
Excel + calcul à partir des formules de base exposées
page précédente.
b. Simulation des performances de la version corrigée:
Il faudra comparer les résultats de performance de la version corrigée par rapport aux performances de la version initiale ou aux critères
définis dans le CdCF.
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Fiche n°V.5 : Comportement dans un milieu fluide.
Outils de Validation des performances :
2. Validation pratique sur banc d’essai :
Validation pratique des performances du
prototype dans un banc d’essai. Elle
permettra de valider ou non la simulation
par Flow simulation par rapport au réel et
donc les résultats chiffrés fournis.
La validation ne pourra se faire que sur
les critères d’écoulement du fluide et de
présence ou non de turbulences.
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