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 1 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. Spécialité ITEC – Fiches de synthèse 2 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. Spécialité ITEC – Fiches de synthèse 3