Effet Coanda
| Auteur | Message | |
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 19 janvier 2010 17:50 | |
|
Sûrement intéressant pour des matheux , mais quelques remarques en vrac d‘ un non aérodynamicien: Les frères Wright, sans connaissances particulières en aérodynamique, sauf celles acquises avec leur petite soufflerie « à pédale » ont instinctivement fait d’ entrée le choix de bords de fuite les plus fin possible, et ont continue depuis. (sauf quelques cas particuliers en hypersonique car l’ écoulement suit encore moins le profil qu’ entre mach 0,1 et 2 ou 3. Epaississement du bord de fuite des ailerons exceptionnellement sur un avion léger pour rattraper un manque d’ efficacité en roulis autour de la zone neutre, en acceptant un peu de traînée). La trajectoire de l’ écoulement sur un profil très mince (égalité intrados/extrados qui ne correspond à aucun cas réel), en forme d’ arc de cercle, montre des « molécules d’ air » commençant à s’ élever vers le profil bien en amont et bien en dessous pour arriver sur le profil selon la tangente, ce qui ne provoque pas leur déviation brutale telle que sur des profils réels biconvexes de tout poil. La position de la molécule au début du trait bleu est telle qu’ elle serait passée sous l’ avion, sans subir la moindre déviation.; ou alors il s’ agit d’ un pur schéma n’ ayant rien à voir avec la réalité, simplement utilisé pour « visualiser » l‘ expérience…. Même et surtout à incidence nulle, cette plaque en arc de cercle, créerait une turbulence telle à l’ intrados (même si le rayon de courbure est grand), qu’ il serait vite hors de question d’ accélérer (si accidentellement on est arrivé à décoller). Les molécules subissent les changements de direction importants vers l’ intrados ou l’ extrados à faible distance du profil. Changements en direction dans un temps très court rendant le suivi du profil ,au-delà de l‘ épaisseur maximale, impossible malgré le poids de la colonne d’ air atmosphérique qui tend à les ramener vers cet extrados, mais avec une intensité insuffisante, d‘où l‘ écoulement turbulent et la traînée qui va avec. Mais le mouvement général de la masse d’ air qui est passée au dessus de l’ extrados (sur quelques mètres d’ épaisseurs sur les gros porteurs?), a été aussi infléchi vers le bas jusqu’ au bord de fuite, produisant de la portance par réaction sur la cellule, à ajouter à la dépression par effet venturi, dans quelles proportions pour les 2 phénomènes? On doit pouvoir le dire comme cela aussi, mais ce n’ est pas évident… |
||
 
|
||
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 19 janvier 2010 17:58 | |
| Est-ce que vous pensez à cette photo d' un C5 passant entre 2 émetteurs de fumée à une vingtaine de m du sol et qui avait permi de visualiser l' évolution dans le temps des 2 tourbillons marginaux malgré la proximité du sol qui limitait l' expérience. | ||
|
|
||
|
Vector
Inscrit le 26/06/2007 |
# 19 janvier 2010 20:18 | |
|
Oui, Lightweight, plus ou moins, car il y avait au moins 4 ou 5 émetteurs de couleurs différentes, mais je n'arrive plus à retrouver le film sur le site de la NASA. _________________ " Des trolls, n'en jetez plus, la cour est déjà pleine !" Vector |
||
|
|
||
|
Curufinwe
Inscrit le 27/04/2006 |
# 19 janvier 2010 21:01 | |
|
il y a ça sur youtube : http://www.youtube.com/watch?v=E1ESmvyAmOs _________________ David - Rédacteur en chef d'Aeroweb-fr.net Mes photos sur Pictaero "Never trust a small man. His brain's too near his arse," Sir Noel Coward. |
||
|
|
||
|
robur71
Inscrit le 14/01/2010 |
# 20 janvier 2010 12:21 | |
|
Le role rôle capital du bord de fuite pointu ( condition de Kutta ) et le théorème de Kutta Joukowski semblent avoir été diffusés vers 1902...Les Wright en ont-ils eu connaissance ? Il est par contre probable, que leur soient connus ( via Chanute ), les travaux de Lilienthal qui expérimentait ses planeurs de 1871 à 1890 , est qui sans doute fut le premier à avoir réalisé l'importance de la cambrure et de la forme du profil ... Le profil en arc de cercle résulte de la transformation d'un cercle,( voir avec google : transformations conformes , joukowski, Karmann-Trefftz, Von Mises,,,). L' écoulement autour d'un cercle est analytiquement facile à déterminer, La transformation permet de déterminer l'écoulement ( lignes de courant , équipotentielles ) sur le profil résultant de la transformation à partir de l'écoulement connu sur le cercle. Les lignes de courant commencent à s'élever bien en avant du profil , regardez la position de la palette d'un 'indicateur de décrochage. C'est compter sans l'existence d'une circulation autour du profil. Bonnet précise que son profil en arc de cercle (d'épaisseur nulle pour les besoins de la démonstration ) fonctionne à son incidence d'adaptation., Ce type de profil avec un bord d'attaque à arêtes vives ,convient bien au faibles nombre de Reynolds des modèles réduits. Les décollements se produisent lorsque sous l'effet du frottement interne et du gradient de pression adverse,( ralentissement de l'écoulement ) les particules de fluide ne disposent plus de l'énergie nécessaire pour atteindre le bord de fuite. Les plus vulnérables sont celles qui partent du point d'arrêt et contournent l' extrados ( longueur du trajet et passage dans des zones de recompression ). La portance n'est que la projection sur un axe perpendiculaire à la vitesse de la résultante des pressions locales qui s'exercent sur la voilure. C'est en tout cas ce qui intéresse ceux qui ont à concevoir les avions. Cordialement (Dernière édition le 20 janvier 2010 12:24) |
||
|
|
||
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 20 janvier 2010 18:52 | |
|
C' est sûr qu' au début de l'aéronautique, il n'y avait pas d' autre choix que des profils minces entoilés, pour des questions de poids et d' absence de moteur suffisamment puissant et léger. Un biplan haubané et raidi par cables s' est imposé. Pour quelques années d' ailleurs puisque passé au monoplan, les profils sont restés minces et les voilures raidies par cables. Avec les moteurs plus puissants, les haubans et cables ont disparus par épaississement des profils. Il est évident qu' il y a une circulation autour des profil. J' ai gardé en tête cette photo, du début des années 70, montrant une maquette de soufflerie à assez grande échelle de ce qui allait devenir d' abord le YC15, puis le YC17. C' était un essais à basse vitesse(becs et volets au maxi et incidence modérée), l' émetteur de fumée était placé à l' infini amont à hauteur de la maquette Le filet de fumée commençait à s' élever travers les entrées d' air des moteurs simulés aussi( placés façon C17 près de l' intrados en vue de profil; le filet épousait la forme de l' extrados, à une distance assez faible, suivait aussi l' extrados des grands volets soufflés en s' éloignant à peine et continuait sa course descendante (60° environ)sur plusieurs mètres ( à l' échelle de la maquette), avant d' être "redressé" par le vent relatif: Effet Coando + déviation du la totalité du souffle des réacteurs par les dits volets à grandes fentes. Je n' ai jamais pu rencontrer quelqu' un qui m' explique d' une façon imagée,simplifiée, pourquoi une veine d' air animée d' une vitesse élevée (sortie de nacelle des 2 flux du CF6-80 montée sur l' YC14, sortie rétrécie par rapport au montage en nacelle sur les avions civils, donc flux accélére), au contact de l' extrados, pouvait être déviée de près de 90°vers le bas en l' espace de quelques mètres et 1 sec par un volet sans fente. C' est l' application maximale de l' effet Coanda. A quoi faut-il attribuer cette propriété presque "mystérieuse" de cette relation volet en arc de cercle de 90°(environ)/ déviation de 90° d' une veine d' air... (Dernière édition le 20 janvier 2010 19:08) |
||
|
|
||
|
eolien
Inscrit le 30/01/2008 |
# 20 janvier 2010 19:06 | |
| Lightweight, je ne comprends pas la dernière phrase... | ||
|
|
||
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 20 janvier 2010 22:46 | |
|
Le GE CF6 qui équipait le YC14 développait 23 t de poussée grâce à un débit d' air de plus de 500 kg/sec (je n' ai plus le chiffre en tête). Cette veine d' air sortait du moteur en "léchant" l' extrados selon une direction proche de l' horizontale et se voit brutalement déviée vers le bas au moyen d' un volet sans fente (1/4 de cercle environ en coupe vue de profil)de quelques m² à peine; ceci en 1 sec environ (sortie du moteur/bord de fuite du volet). Ceci tient du "miracle" pour moi... Que se passe-t-il à la frontière extrados/premières couches de cette veine d' air rapide au contact, lorsqu' elle arrive sur ce volet qui va l' obliger à l' épouser dans la forme sur 1/4 de cercle (pas sur toute l' épaisseur de la veine d' air -1m environ- bien sûr mais pas loin. Il en faut de l' énergie pour dévier 500 kg d' air à chaque sec de près de 90°... |
||
|
|
||
|
Vector
Inscrit le 26/06/2007 |
# 20 janvier 2010 22:47 | |
|
Bonjour Lightweight, Si vous cherchez une explication simple de l'effet Coanda appliqué à une aile, considérez-la comme une "écope" qui ramasse l'air à l'extrados et le dévie vers le bas. Cette analogie ne peut pas servir à calculer la portance car on ne sait pas évaluer l'ouverture de l'écope. Maintenant pour expliquer pourquoi des filets d'air suivent la courbure de l'extrados et des volets, il s'agit d'un phénomène lié à la viscosité au niveau de la couche limite. Aux USA, cet effet est mis à profit pour réduire la traînée des remorques de camions en "rabattant" les filets d'air à l'arrière. Comme vous le mentionnez, l'ampleur de la déviation est surprenante et j'ai vu sur l'amphibie japonais SS2A une déflexion à plus de 90 degrés (vers l'avant !) avec des volets soufflés à fentes multiples braqués à un angle de 60 degrés. Presque un hélicoptère ! (Dernière édition le 20 janvier 2010 22:48) _________________ " Des trolls, n'en jetez plus, la cour est déjà pleine !" Vector |
||
|
|
||
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 21 janvier 2010 08:56 | |
|
Je suis d' accord avec l' image de l' écope même si on en connais pas la hauteur. La viscosité dans la couche limite oui mais cela se produit sur quelques mm d' épaisseur. Au delà,la simple viscosité entre molécules explique-t-elle cette régulatité de l' écoulement (le filet de fumée n' ondule pas)?... |
||
|
|
||
|
robur71
Inscrit le 14/01/2010 |
# 21 janvier 2010 11:55 | |
|
Un petit calcul réalisé à l 'aide de " Aerodynamics de houghton et Carpenter page 508 -509 " montre qu'un jet d'épaisseur 0,1 m sortant d'une buse à 250 m/s, accepte facilement de s'enrouler sur une portion de cylindre de révolution de 2,5 m de rayon, La pression au niveau de la paroi vaut dans ces conditions 75000 Pa. Ce calcul fait appel à l'équilibre radial d'un élément de fluide ( forces d'inertie et Bernoulli ) Pour tout savoir sur l'effet Coanda voir ici : http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00 ... 4_A1_0.pdf (Dernière édition le 21 janvier 2010 11:58) |
||
|
|
||
|
eolien
Inscrit le 30/01/2008 |
# 21 janvier 2010 14:05 | |
|
Merci pour toutes ces infos... Mais c'est encore plus compliqué que de trouver une solution aux Remises de gaz oubliées... (Dernière édition le 21 janvier 2010 14:05) |
||
|
|
||
|
LightWeight
Inscrit le 28/12/2006 |
# 21 janvier 2010 17:30 | |
|
Merci pour ces documents trop complexes pour moi. J' ai noté quand même qu' il est dit à la fin que ces expérimentations ne valent pas pour pour des jets de réacteurs (à cause de l' épaisseur du jet je suppose). J' ai retrouvé le débit d' air du CF6-50 du YC14: 660 kg/sec. (Dernière édition le 21 janvier 2010 17:32) |
||
|
|
||
|
Vector
Inscrit le 26/06/2007 |
# 21 janvier 2010 18:19 | |
|
Bonjours à tous les aérodynamiciens en herbe ! Saviez-vous qu'on a proposé des avions à ailes cylindriques en rotation qui exploitaient uniquement l'effet Coanda. Et il est où le bord de fuite pointu ? Pour Lightweight, le sufflage se fait avec une buse plate précisément pour optimiser l'effet Coanda. _________________ " Des trolls, n'en jetez plus, la cour est déjà pleine !" Vector |
||
|
|
||
|
robur71
Inscrit le 14/01/2010 |
# 21 janvier 2010 18:46 | |
|
Avec des cylindres qui tournent , n'est-ce pas plutôt l'effet Magnus ; un peu comme les balles liftées ! Pas besoin de bord de fuite pointu puisque la circulation est fournie par la rotation des cylindres... (Dernière édition le 21 janvier 2010 18:47) |
||
|
|
||
Ajouter une réponse
Vous devez être inscrit et connecté sur AeroWeb pour pouvoir ajouter une réponse à ce sujet !
