Origine de la portance : Bernoulli VS Condoa II, Le Retour

[GunMan]

Salut tout le monde :-)

Bon, pour mon TIPE j'ai besoin de faire un topo sur les forces appliquées à un avion...

et je compte bien parler de la portance évidemment... Seulement voilà, il y a deux grosses explications concurrentes, celle par la loi de Bernoulli et celle par l'effet Condoa.

Un post en avait traîté mais était peu concluant quant à laquelle des deux est valide...

Alors, nom de nom, qui peut là, maintenant, expliquer clairement et de façon concise d'où vient cette fichue portance ?

Merci.

Gun.

[pipo2000]

Salut tout le monde :-)
et je compte bien parler de la portance évidemment... Seulement voilà, il y a deux grosses explications concurrentes, celle par la loi de Bernoulli et celle par l'effet Condoa.

C'est quoi pour toi l'effet condoa? Et surtout, comment interprètes tu la portance à partir de cet effet?

Un post en avait traîté mais était peu concluant quant à laquelle des deux est valide...

Peut-être bien par ce que les deux sont valides.... lol (enfin dans la limite de leurs hypothèses respectives).

[hellfrog]

Condoa ? connait pas : ggogle m'a juste renvoyé ça : http://www.modelflying.co.uk/forums/pos ... =14238&p=1

ah ben si je connaissais !

a mon avis ce sont deux approches différentes à des niveaux différents d'observation, et les deux sont "vrais" si tant est que l'on peut parler de vérité en sciences...

un peu comme en chimie et en physique atomique puis en physique quantique, on peut décrire toujours le meme phénomène, mais de manière différente... quoique plus on observe petit, moins on a une vue globale de l'ensemble...

mais bon je dis peut etre une connerie, je suis scienceux de formation, plutot biologiste, et pas physicien, meme si j'en ai fait pas mal et que ma culture générale sur ces sujets dépasse la moyenne nationale (pitoyable entre nous soit dit) ... mais je suis loin de certaines "pointures" ici...

[rollnloop]

En épelant coanda ça devrait aller mieux

http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Coand%C4%83

[hellfrog]

ça fait plus sérieux qd meme !!!

mais j'avais pas complètement tord... on a pas mal étudié les tensions superficielles en biophysique...

[bandini]

Le problème c'est quand on dit que Bernouilli ca ne convient pas, beaucoup de gens croit qu'on rejette le calcul de la portance par integration des pressions sur la surface des ailes.

Il y a un écoulement qui se crée autour de l'aile, et je ne me prononcerai pas sur son origine.
Cet écoulement perturbe l'air dans un volume assez important autour de l'aile.

Maintenant, il y a deux façons de voir les conséquences de ce mouvement d'air :

- Il crée une distribution de pression sur la surface de l'aile, et en intégrant cette différence de pression, on trouve la portance. Ca c'est vrai. Ce qui me semble faux, c'est de dire qu'on peut calculer ce différentiel de pression avec une application de bernouilli sur deux flux d'air qui aurait des temps de transition égaux, et que comme le chemin sur l'extrados est plus grand, la vitesse doit etre plus rapide sur l'extrados, donc la pression plus faible. La différence de pression est bien réelle, mais son explication par les temps de transition égaux ne convient pas car ça ne marche tout simplement pas en terme d'ordre de grandeur. Donc encore une fois, ce n'est pas l'interprétation en terme de pression qui est fausse, c'est cette histoire simpliste de temps de transition égaux.

- Une vision différente de ce mouvement d'air, c'est de considerer que toute cette masse d'air à une masse, que cette masse on la dévie, que pour la devier c'est modifier ça quantité de mouvement, et par un principe d'action réaction, il s'exerce une force sur l'aile. On dit l'aile, mais n'importe quoi qui dévie l'air reçoit en retour une force de portance, comme un cerf volant, une main par la fenetre en voiture etc..., Sauf qu'une aile devie l'air autour d'aile principalement grace à sa face superieure.

Ces deux visions s'intéressent différemment aux conséquences du mouvement d'air sur l'aile, elle ne cherche pas a expliquer comment ce mouvement d'air se forme.

Edit : Un lien de la Nasa sur ces deux façons d'aborder les conséquences du mouvement de l'air autour d'une aile (et non pas les causes !) et qui explique bien mieux ce que j'ai esquissé ci-dessus.

[Knell]

Arrêtez moi si je me trompe mais Bernoulli fonctionne sur l ensemble de l'écoulement et cohanda n'est qu'un effet localisé a une portion de cette écoulement ? (En l'occurrence , la couche limite )

Sinon pour répondre exactement a la question : La portance vient de la dépression crée par l'écoulement de l'air sur l extrados de l'aile. Non ?

[bandini]

Arrêtez moi si je me trompe mais Bernoulli fonctionne sur l ensemble de l'écoulement et cohanda n'est qu'un effet localisé a une portion de cette écoulement ? (En l'occurrence , la couche limite )

Sinon pour répondre exactement a la question : La portance vient de la dépression crée par l'écoulement de l'air sur l extrados de l'aile. Non ?

Oui, mais il me semble que cette différence de pression ne peut pas etre calculé par une application simple de Bernouilli, et que ca conduirait à des profils d'ails grotesques.
Plus précisemment, avec cette explication (Bernouilli plus temps de transition egaux), ca revient à dire que le coefficient de portance est du uniquement à la différence relative de longueur.

Par exemple pour un Cz de 0.2, ca veut dire que la longueur de l'extrados est 20 pourcent plus grande que celle de l'intrados. Deux liens :
Nasa intro

Première page d'une suite de theorie explicatives et pourquoi elles ne sont pas satisfaisantes

[Hood]

Bernoulli n'est pas faux. La seule chose que dit Bernoulli c'est que dans le domaine incompressible, quand un gaz accèlere, sa pression diminue. Il se trouve que sur une aile l'air accélère effectivement plus à l'extrados qu'à l'intrados, et que ce n'est en rien dû à une histoire de temps de parcours égaux. L'observation démontre que ces temps sont loins d'être égaux.

A la question simple "à quoi est due la portance", on peut donc effectivement donner la réponse simple : "grâce à la différence de pression extrados/intrados"

La vraie question compliquée, c'est "quel est le phénomène qui crée le champ de vitesse autour de l'aile". Et c'est effectivement là ou la réponse ne peut plus être simple.

[GunMan]

C'est quoi pour toi l'effet condoa? Et surtout, comment interprètes tu la portance à partir de cet effet?

Pour moi, c'est ça : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... _Spoon.jpg

La déviation du fluide par rencontre avec un corps convexe...

J'interprète (surement de façon un peu simpliste) que c'est cette déviation qui est à l'origine du champ de vitesse autour du profil...

De là, Bernouilli établit la différence de pression extrados/intrados... et la résultante des forces pressantes sur tout le profil est la portance.

Je n'ai rien dit de faux ?

En fait je n'avais pas très bien étudié les lois de Bernouilli (en même temps la méca flux n'est pas au programme en MP hélas :( ), et je pensais justement que c'était cette histoire de temps de transition égaux (qui est completement fausse on est d'accord ).

Je travaille uniquement avec des écoulements compressibles, c'est pour appliquer à un planeur, vu le mach ça devrait aller

PS : Evitons d'écorcher leurs noms, on leur doit bien ça, alors, désolé à Henri Coanda et Daniel Bernoulli (sans i avant les deux l !) !

[Krasno]

Je ne suis pas expert, mais je dirais que Coanda n'est pas nécessaire à la portance. D'après ce que je comprends, cet effet obligerait le flux à "recoller" à l'extrados, en gros. Mais ce "recollage" n'est pas nécessaire à la portance, il permet juste de réduire considérablement la traînée, ce qui certes est déjà pas mal. Il me semble que même en ne prenant en compte que l'intrados, on a la plupart du temps une force de portance. En allant à l'extrême, une bête plaque avec un peu d'incidence crée déjà de la portance, même si ça crée aussi beaucoup de traînée.

Note, pour certaines catégories d'écoulements (visqueux), la pression seule ne suffit plus à calculer la portance, il faut aussi tenir compte du cisaillement. Mais pour un planeur, la pression devrait suffire

[pipo2000]

J'interprète (surement de façon un peu simpliste) que c'est cette déviation qui est à l'origine du champ de vitesse autour du profil...

En fait rien n'est jamais simpliste, tout est question d'hypothèses et il suffit de poser les bonnes. Bandini a très bien résumé le problème.


En l'occurrence ton hypothèse (pour coanda) c'est de considérer qu'une aile a le même comportement qu'un tube. Et je pense que cette hypothèse est tout à fait correcte pour expliquer le phénomène de portance. Maintenant si tu veux te servir de cette hypothèse pour estimer la portance d'un Cesna ça risque d'être plus problématique

[Hood]

GunMan, comme tu le dis très bien toi même, la mécaflu n'est pas au programme de Spé. Tu n'as donc pas à devoir te justifier sur l'origine du champ de vitesses, et tu peux très bien dire à ton jury justement que c'est hors du scope de ton TIPE.

Et si tu dis qu'il ne faut pas de i devant les deux L, alors applique le ;o)

[mav-jp]

Salut tout le monde :-)

Bon, pour mon TIPE j'ai besoin de faire un topo sur les forces appliquées à un avion...

et je compte bien parler de la portance évidemment... Seulement voilà, il y a deux grosses explications concurrentes, celle par la loi de Bernoulli et celle par l'effet Condoa.

Un post en avait traîté mais était peu concluant quant à laquelle des deux est valide...

Alors, nom de nom, qui peut là, maintenant, expliquer clairement et de façon concise d'où vient cette fichue portance ?

Merci.

Gun.

Intégration du champ de pression sur le développé de la surface !

Comment trouver le champ de pression ?

Appliquer Navier Stokes + lois de turbus

le reste n'est que simplifications et tentatives désespérées de vulgarisation

[jakive]

euh attends... Coanda il explique juste pourquoi le fluide ne decroche pas tout de suite. ca n'a rien d'antinomique a Bernoulli (bien au contraire). par contre, certains pense que ce qui crée la portance n'est pas une différence de pression, mais une la déviation de l'ecoulement vers le bas, qui provoque une réaction vers le haut.

et tu dois vouloir parler de fluides incompressibles, aussi. (sinon, bonjour le taf :p ).
perso, j'avais fait mon TPE (en terminale) sur les planeurs justement, et j'avais expliqué la portance avec Bernoulli seul.

[jakive]

le reste n'est que simplifications et tentatives désespérées de vulgarisation

c'est la que tu te trompes. toute l'aerodynamique s'est dévellopée historiquement a partir de ces "simplifications". et si on peut aujourd'hui integrer des equations a 3 dimensions (grace a notre puissance de calcul) on s'apercoit qu'on trouve des résultats vraiment tres similaires avec ces "simplifications" que les ingés aéro calculaient au boulier depuis 1910.

[mav-jp]

c'est la que tu te trompes. toute l'aerodynamique s'est dévellopée historiquement a partir de ces "simplifications". et si on peut aujourd'hui integrer des equations a 3 dimensions (grace a notre puissance de calcul) on s'apercoit qu'on trouve des résultats vraiment tres similaires avec ces "simplifications" que les ingés aéro calculaient au boulier depuis 1910.

je ne vois pas ou je me trompe

ces "lois " sont des simplifications de Navier Stokes, POINT BARRE, donc forcément le résultat, meme s'il peut paraitre bon dans les cas ou la simplification s'applique sont completement à l'ouest dans les cas ou cette simplification ne s'applique plus du tout

le jour ou tu trouveras avec bernouilli ou autre loi que l'on enseigne en CP le comportement d'une aile à 50 degré d'AOA on en reparlera

[TOPOLO]

Navier Stokes n'étant lui même qu'une simplification des écoulement multiphasique non isentropique ni adiabatiques, de la même manière que sont scandaleusement négligé les effets quantiques de la dualité onde particule des molécules d'azote (diffraction notoire au passage des fentes de becs), l'attraction des corps célestes différents de la terre, les forces electrmagnétiques sur les particules ionisées de l'écoulement (il y en a forcément avec la friction), et j'en oublie certainement...

:jerry::jerry:

Toute la physique n'est qu'une vaste entreprise de simplification du réel...

[jakive]

le jour ou tu trouveras avec bernouilli ou autre loi que l'on enseigne en CP le comportement d'une aile à 50 degré d'AOA on en reparlera

je ne dis pas le contraire.

je dis que Bernoulli, ca marche tres bien, et que ce n'est pas de la "vulgarisation désespérée". un avion ca vole parce qu'il y a une dissymetrie dans l'ecoulement créée par le profil. c'est tout. le reste n'est qu'outil mathématique pour modéliser ces ecoulements.

ca me fait d'ailleurs penser a une fille qui un jour m'a sorti que "les rotationnels, c'est grace a ca que les avions volent"... c'est vrai qu'en 1916, y avait pas encore de combats aériens...

[Cyberstorm]

Un petit document intéressant sur le sujet:

http://www.allstar.fiu.edu/aero/Flightrevisited.pdf

http://www.rhpa.be/vol-avion.htm

et une source d'infos ici:

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/short.html

Je suis loin d'être un pro de physique, mais pour moi l'effet Coanda et Bernouilli se complète à mon sens, d'une part par la création d'une dépression sur l'extrado et d'autre part par une déviation de l'air vers le bas de l'aile par effet Coanda induisant ainsi une réaction, un flux d'air vers le haut. Mais peut être me trompe je....

[mav-jp]

je ne dis pas le contraire.

je dis que Bernoulli, ca marche tres bien, et que ce n'est pas de la "vulgarisation désespérée". un avion ca vole parce qu'il y a une dissymetrie dans l'ecoulement créée par le profil. c'est tout. le reste n'est qu'outil mathématique pour modéliser ces ecoulements.

ca me fait d'ailleurs penser a une fille qui un jour m'a sorti que "les rotationnels, c'est grace a ca que les avions volent"... c'est vrai qu'en 1916, y avait pas encore de combats aériens...

et moi je te dis que bernoulli c est de la physique de CP, ca n expliquera jamais les ecoulements turbulents, les travuw fait sur l activation de la couche limite ...pire ca ne prend aucun effet 3D en compte...

hey topolo je bossais sur mathilda saphyr diamand qui venait de l'onera , ils avaient couple le bouzin avec reactions chimiques incluant cinetiques de reaction, mouvement brownien des particules modeles d ecoulements sur parois, le tout en multiphasique (chambre de combustion ) un gros merdier pour un truc qui marchait pas top ..MDR

[mav-jp]

as tu deja demontre bernouilli ????

tu pars des equations de navier stoke et tu simplifies!!

navier stoke n'est pas un outil mathematique ce sont les equations fondamentales de mecanique des fluides non turbulents.

bernouilli est un modele degrade

capito ?

[pipo2000]

et moi je te dis que bernoulli c est de la physique de CP, ca n expliquera jamais les ecoulements turbulents, les travuw fait sur l activation de la couche limite ...pire ca ne prend aucun effet 3D en compte...

Pas si sur. En fait tu as en tête la version historique mais il existe des expressions bien plus générale du théorème de Bernoulli. Là vous ne refaite juste la bataille de clocher classique )) (on aura même pas attendu la 3ème page cette fois )

[jakive]

capito ?

hey mais faut bien comprendre que je ne remets pas en question Navier-Stokes, ni ce que tu dis sur comment on calcule des écoulements tridimensionnels, hein.

[bandini]

et moi je te dis que bernoulli c est de la physique de CP, ca n expliquera jamais les ecoulements turbulents, les travuw fait sur l activation de la couche limite ...pire ca ne prend aucun effet 3D en compte...

hey topolo je bossais sur mathilda saphyr diamand qui venait de l'onera , ils avaient couple le bouzin avec reactions chimiques incluant cinetiques de reaction, mouvement brownien des particules modeles d ecoulements sur parois, le tout en multiphasique (chambre de combustion ) un gros merdier pour un truc qui marchait pas top ..MDR

Et façe à ton gros merdier tu fais quoi ? Tu simplifies. ET c'est pas le plus facile...
Alors chier sur les simplifications en disant que les calculs y a que ça de vrai...