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 Aérodynamique du carénage

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petaure
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MessageSujet: Aérodynamique du carénage   Dim 11 Mar 2007, 14:18

Pollux, Comme tu es dans le domaine de l’aérodynamique, j’ai une question concernant le « fuselage » des vélomobiles : Quels sont les gains possibles avec un revêtement type « peau de requin » pour gagner sur les frottements Question

Peut-être que je rêve mais j’aimerai bien avoir ton avis de spécialiste des écoulements d’air et de mécanique des fluides sur les apports de cette technologies pour nos machines, en laissant tomber le coté tarif (j’aime bien rêver I love you).
Merci d’avance.
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pollux
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Dim 11 Mar 2007, 15:30

les gains d'une peau de requin ne sont réels que si le fuselage et parfaitement lisse et régulier. la complexité de ce type de revêtement n'est pas nécéssaire pour nos engins qui sont rarement bien lisses et peu réguliers. pour moi, c'est pas une solution intéressante.
à la limite, le plus intéressant pour améliorer la trainée d'un fuselage de vélomobile, outre le fait de l'éfiler au maximum, c'est de placer un turbulateur au niveau de la largeur (épaisseur) maximale du fuseau.
c'est à ce point là que la pression de la couche limite recommence à augmenter et elle a alors tendance à accrocher un peu trop à la surface, faisant une sorte de "bulle" d'air emprisonnée entre la surface et les filets d'airs supérieurs de la couche limite. ceci provoque un décollement de la couche limite, et nuit fortement à la trainée car l'écoulement ne se recolle pas forcment au fuseau, ce qui créé un écoulement tourbillonnaire. ce phénomène dit de décollement laminaire est générateur de trainée et d'un sillage qui permettrait presque à un VD de profiter de l'aspiration...
la sollution pour éviter cette bulle, c'est de placer un petit obstacle(comme une bande de fiche bristol de 5mm de large... côté tarifs, tu fais pas mieux) environ 5cm avant l'endroit où se créée cette bulle. toute bande d'une épaiseur de 0.5 à 1mm et d'environ 5-10mm de large aura un effet bénéfique, à condition que le côté qui attaque l'air fasse une bonne marche sur la surface. certains modélistes collaient un fil de couture sur le dessus de leurs ailes avec une augmentation de perfs impressionnante. d'autres placaient juste une bande de scotch très épais découpée avec des ciseaux de couturière afin que le turbulateur soit en dents de scie. il semble que celà améliore bien l'efficacité du turbulateur.
cette manip crée une turbulence qui fait passer la couche limite d'un régime laminaire (les filets d'air sont parallèles, se cèdent peu d'énergie et la couche limite est fine) à un régime turbulent (la couche limite devient épaisse, les filets d'air sont turbulents et s'entrechoquent). une couche limite turbulente traine un peu plus qu'une couche limite laminaire, mais elle accroche beaucoup plus fort au profil. le gain global est très appréciable.
avec un turbulateur placé au bon endroit, on passe d'un écoullement laminaire-> bulle-> décollement-> sillage tourbillonnaire
à un écoulement laminaire->perturbé->turbulent recollé.

pour détecter la position de la bulle sur le fuseau, je vous engage à utiliser la méthode du fil de laine.
toutes les infos sont ici:
http://inter.action.free.fr/aerodynamique/experiences/diagnostic-aero/diagnostics-aerodynamiques.html

bien sûr, il est préférable de se documenter un peu sur ce qu'est la couche limite...

je ne sais pas si j'ai été assez clair... faites moi part de vos questions.

pour revenir au sujet, le fait d'améliorer l'aérodynamisme du fuselage ne change rien à son poids en montée et l'assistance reste à mon avis très indiquée.

une des meilleures facon d'améliorer l'aérodynamisme d'un fuseau de vélomobile est de le fermer en dessous et de lui doner une forme la plus arrondie possible. de ce point de vue, l'aérorider est un très bel exemple de fuseau bien conçu.
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Guilhem
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Dim 11 Mar 2007, 21:04

pollux a écrit:
[...]
à la limite, le plus intéressant pour améliorer la trainée d'un fuselage de vélomobile, outre le fait de l'éfiler au maximum, c'est de placer un turbulateur au niveau de la largeur (épaisseur) maximale du fuseau.[...]
On peut espérer un gain notable, ou c'est juste de l'optimisation à 0,2 km/h près ?
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pollux
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 12 Mar 2007, 16:30

dans la plupart des cas, ca sera juste de l'optimisation à 0.5km/h, pas plus. mais dans certains cas bien particuliers, ca peut aider vraiment.

toi, Guilhem, tu n'auras pas besoin de turbulateur, tu as les raccords de toles et les lignes de rivets...

mais sinon, faut faire le test des brins de laine. histoire de visualiser l'écoulement autour du vélomobile... ca pourrait être intéressant et c'est super facile à faire. il faut du fil de laine très fin et de couleur bien voyante, une caméra ou un apareil photo, et un pilote.
on va faire un concours de couches limites bien collées
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cavallo pazzo
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Dim 18 Mar 2007, 16:15

J'ai vu faire cela en 1989 pour un véhicule du Solar Challenge, selon le concepteur c'était la soufflerie du pauvre et c'était très efficace.
Un voiture roulait assez loin mais à angle constant et filmait les brins de laine, puis ils optimisaient le profil et recommençaient.
Bonne idée pour faire une pointe arrière ou affiner la ligne d'un vélomobile?

A partir d'une certaine vitesse les gains doivent être significatifs, et donc permettre de récupérer plus d'énergie en descente à vitesse égale.
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Guilhem
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Dim 18 Mar 2007, 18:21

Tiens je viens de tomber sur une vidéo qui illustre ça :

http://www.youtube.com/watch?v=sIHhvrEJzJk
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Jéjon
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 19 Mar 2007, 09:24

Intéressant. En somme, l'étape la plus difficile me paraît être l'interprétation des données et la recherche des solutions.

Sur certains liens donnés par Pollux, un badigeonnage d'huile remplaçait les brins de laine : est-ce praticable sur un VPH, ou la vitesse nécessaire est-elle trop élevée ? J'en connais dont la chaîne est si sale qu'un peu d'huile sur tout le vélo ne dénoterait pas.
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Vindwa
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 19 Mar 2007, 10:37

Jéjon a écrit:
J'en connais dont la chaîne est si sale qu'un peu d'huile sur tout le vélo ne dénoterait pas.
Razz
le nettoyage de printemps arrive...Cool
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pollux
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 19 Mar 2007, 11:21

le film d'huile est à réserver aux très très bons états de surface et aux écouolements très propre. donc aux souffleries.
de plus, ce n'est pas n'importe quelle huile qu'il faut utiliser et il faut l'étaller en couche très fine et homogène...
moi j'oublierai tout de suite, le fil de couture est le plus simple.

pour l'interprétation, c'est très simple à condition de mettre deux à trois fois plus de fils que sur la vidéo, et des images qui tremblent pas pendant au moins 10 s consécutives.
un groupe de brins de laine qui se soulèvent périodiquement (5à 10 Hz), dénonce un tourbillon qui se forme et se décroche régulièrement. c'est le signe d'un écoulement turbulent décollé.
un groupe de brin qui se soulèvent tout le temps et semblent vouloir se croiser, et c'est un tourbillon libre, dû à une différence de pression permanente entre une face du carénage et une autre.
une ligne (perpendiculaire à l'écoulement) de brins de laine qui se soulèvent tout le temps, et c'est la fameuse bulle laminaire. normalement, cette ligne devrait être suivie de plusieurs tourbillons périodiques et précédée de petits décollements intermittents.

à la limite, faites vos vidéos, je vous les commente, et vous en apprendrez bien plus comme cà que par explications. l'exemple est un merveilleux professeur, ce que je ne suis pas (ni exemple, ni prof, ni merveilleux... Razz ).
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Jéjon
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 19 Mar 2007, 11:52

Merci, Pollux.

Le carénage du Dechenne n'est pas encore prévu, mais on ne sait jamais...
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pollux
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 17:20

nostradamus a écrit:
...Or c'est la trainée de frottement qui pompe le plus d'énergie...


euuuuh... es-tu sûr de ce que tu avances, nostradamus?
pendant mes études, on ma souvent répété que la trainée de pression était un vrai fléau, bien plus important que la trainée de frottement, qui est de plus fortement réduite par une couche limite turbulente, comme c'est certainement le cas sur la structure "frippée" du magnifique vélomobile ultraléger qui nous est ici présenté.
on m'a toujours affirmé (y compris le prof du cnam à la soufflerie de st Cyr lors de nos TP d'aérodynamique) que la trainée de pression étrait le premier poste d'économie sur une automobile, d'où le culot de recompression qu'on trouve sur presque tous les monospaces...

pourrais-tu nous expliquer pourquoi la forme de la goutte d'eau serait meilleure que celle d'une balle de chasse ayant un beau culot de recompression?

PS: très beau travail sur ce trike carenné, je suis admiratif.
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Sparv
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 18:03

pollux a écrit:
de l'aéro
J'ai eu test ce matin d'aéro couches limites, donc c'est tout frais dans ma tête.

Turbulent/laminaire: les couches limites turbulentes frottent nettement plus. Pour être laminaire, c'est sur qu'un bel entoilage bien lisse aide, mais il faut pas rêver: le gain ne sera pas énorme.
Pour gratter sur la traînée de frottement, bien plus intéressant que la laminarité, c'est essayer de réduire au max la surface mouillée, autrement dit ajuster à mort le carénage.

Mais autour de la 40aine de km/h, c'est la traînée de pression qui domine, et de loin (j'en suis à peu près sûr). Pour diminuer celle là, c'est l'arrière qu'il faut travailler en priorité, d'où la jolie forme en goutte d'eau. C'est pourquoi sur les low racers on monte parfois une pointe arrière seule mais jamais un carénage avant seul (ou alors c'est contre la pluie).

Celui qui pourra surement nous dire qu'est ce qui domine vraiment, c'est Phil qui s'occupe de l'Altair, une bien jolie machine.

Une balle de guerre (même forme qu'une balle de chasse? J'en sais rien) a un affreux culot tout plat afin de stabiliser la trajectoire: il y a beaucoup de trainée derrière le centre de gravité, ce qui maintien la balle dans le droit chemin.

Pour en revenir à nos moutons: j'ai peut-être une explication supplémentaire au faible nombre de vélomobiles entoilés: 16€/h. C'est en gros le prix de revient pour une entreprise de quelqu'un payé 8€/h. Pas sur que le moulage revienne plus cher une fois la main d'oeuvre prise en compte.
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nostradamus
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 18:14

Je suis d'accord cobus, le delta est inadapté à la construction d'un vélomobile optimal aérodynamiquement quoi qu'on pourrait juste caréner les roues arrières et les laisser dépasser du fuselage pour profiter de l'effet voile supplémentaire par vent de travers... mais c'est mieux de partir d'un trike avec deux roues avant. voici ce que j'ai trouvé en tapant "toile tendue" sur google image. En effet, samural je trouve aussi que le fuselage à la "chevalier du ciel" ce n'est pas encore ce qui est plus léger. En tendant la toile de tyvek sur un chassis tout simple peut être une bulle de polycarbonate léger thermoformée à l'avant et une pointe en polystyrène expansé à l'arrière, avec juste un ou deux anneaux composites (sections de tubes plutôt que l'ossature de claude en lamellé collé) au niveau de la section la plus large du corps du fuselage. ça se clipse bien tendu avec une ceinture de boutons pressions ou une fermeture éclair au milieu du fuselage et ça peut être démontable en cinq minutes et lavable en machine. Je rigole. C'est histoire de se passer des baleines de carbones qui sont un coupe gorge roulant (au sens propre)

@ pollux: je parle de la traînée d'un truc trop court à culot de recompression comparé à un truc très long avec une queue (correcte) de comète. Un vélo correctement caréné aura facilement un rapport longueur sur maîtresse section générant plus de traînée de friction qu'on pourrait croire. Il suffirait que la longueur soit sept fois le diamètre pour doubler la valeur de la traînée de frottement par rapport à la traînée de pression. Pour une voiture c'est souvent différent, surtout un monospace. 60% est la traînée de friction et 5% la traînée de friction. Si je pouvais résumer en une phrase le principe de design d'un vélo couché caréné aérodynamique "On dessine une fusée, pas une voiture". http://perso.numericable.fr/fbouquetbe63/gomars/cx_fusees.doc J'en profite pour pointer une autre grosse erreur à propos de la trainée de pression c'est important de noyer la tête dans le corps du fuselage. Si tout ça est optimisé, on se retrouve avec un vélo qui fait 10 kilomètre heures de plus en bas de la descente... c'est important les détails.

@ Sparv La surface des balles de golf est alvéolée. Elles volent plus loin que des balles lisses. Les alveoles rendent l'air turbulent et améliorent leur nombre de reynolds en réduisant le frottement. Une surface alvéolée sur la carrosserie des voitures semble peu intéressante, mais sur le corps des fusées et des vélos couchés pourquoi pas. http://www.linternaute.com/science/divers/pourquoi/06/balles-golf/balles-golf.shtml
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 18:24

Video de la BMW GINA ICI
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Sparv
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 20:06

nostradamus a écrit:
@ Sparv La surface des balles de golf est alvéolée. Elles volent plus loin que des balles lisses. Les alveoles rendent l'air turbulent et améliorent leur nombre de reynolds en réduisant le frottement.

Tu te trompe. Le coup de la balle de golfe est très vicieux. C'est long à expliquer, à peu près impossible sans dessins, qui sont quelque part dans un de mes 6 polys d'aéro visqueuse.
Pour faire vite: une couche limite laminaire se décollera de la paroi (en causant plein de traînée de pression) plus tôt qu'une couche limite turbulente, qui elle frottera plus. Il s'agit d'échanger beaucoup de traînée de pression contre un peu de traînée de frottement.

Dans notre cas, avec un nombre de Reynolds d'écoulement de l'ordre de 5.10^5, des décollements apparaitrons peut-être si l'arrière du véhicule n'est pas bien soignée, en se resserrant lentement. On peut espérer rester laminaire sur peut-être un mètre depuis le nez de la coque.

PS: améliroer un Reynolds ne veut strictement rien dire. Un Reynolds, c'est juste un nombre sans unité qui permet de comparer des écoulements différents. Il n'y a pas de "bon" ni de "mauvais" Reynolds. Je peux te définir au moins trois nombres de Reynolds différents et utiles sur une balle de golf:
Un en fonction du diamètre de la balle: dans les 200 000 pour une balle rapide à 70 m/s.
Un en fonction de l'épaisseur de la couche limite: plutôt 3000
Un autre en fonction du point de décollement mesuré à partir de l"avant" de la balle: vers 50 000 pour une couche limite laminaire, le double (à beaucoup près) pour une couche limite turbulente.

EDIT: je cherche sur le web une explication pas délirante, mais j'ai l'impression qu'il n'y a que des gens qui n'ont aucune maitrise de ce qu'ils racontent qui s'expriment sur notre cher internet.
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pollux
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Lun 24 Nov 2008, 21:04

oups, méa culpa, c'est vrai, la couche limite turbulente donne plus de trainée de frottement... j'ai confondu à cause du gain en trainée de pression qu'elle permet en empêchant une bulle laminaire de venir nous pourrir l'écoulement...
et effectivement, j'ai oublié de préciser que c'est à haute vitesse (enfin, relativement, faut pas abuser, on est encore en compressible) que la trainée de pression devient vraiment chiante.

en revanche, je suis toujours pas d'accord pour dire que l'arrière en forme de goutte d'eau soit la meilleure solution... surtout pour la trainée de pression. les forces de pressions s'exerçant de facon normale à la surface locale, toute partie en pointe vers l'arrière provoquera une trainée de pression car les forces de pressions auront une composante tangeantielle au mouvement dirigée vers l'arrière.
d'ailleurs, je pense qu'une pointe arrière tronquée (et donc moins "obtue" puisque faisant la même largeur au début, la même longueur, mais ne terminant pas à épaisseur zéro) serait plus efficace qu'une pointe complète prolongée... vive le culot de recompression!
de mon point de vue, l'intérêt de la pointe arrière sur un VH est surtout de carenner les bras et la tête à l'arrière afin d'éviter la multiplication de plein de petites trainées de culot dues à ces surfaces "cylindriques"

pour la balle de golf, bien joué Sparv, t'as relevé! c'est l'effet magnus qui fait "voler" une balle de golf. les trous sont là justement pour créer une couche limite turbulente qui accroche mieux et permet de maintenir l'effet magnus à faibles Reynolds. les trous servent également à entrainer la couche limite dans le mouvement de rotation de la balle, permettant justement de renforcer l'effet magnus (pour ceux qui veulent savoir ce qu'est l'effet magnus, wikipedia est votre ami).

désolé pour ce HS, ca fait tellement plaisir de voir un ingé aéro bien pointilleux sur ce forum... (supaéro ou ensica??)
bienvenue à toi Sparv

PS: bien vu Gilles! ca vaudrait peut être le coup d'essayer de trouver du lycra "imperméable" pour l'ov'bike...
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 00:19

D'après ce que je comprends de la traînée de pression (surface frontale) et du frottement dans l'air de la surface mouillée (la traînée de frottement), ce dessin est plus aérodynamique s'il roule dans la direction où ne pointe pas la pointe. Cependant, tous les velomobiles, qui ne sont que des fuselages en longueur sont naïvement dessinés à l'envers, la pointe face au vent. C'est une grossière erreur qui doit beaucoup au dessin automobile industriel. faites des fusées à tête ronde et queue démesurée de comète. Vous arriverez plus vite au boulot.
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 08:49

Cela confirme la version suppositoire, comme j'appelle les moderne.
Mais bien sur je n'y connait rien en aérodynamique, je l'avoue.
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 09:45

la trainée de pression n'est pas due à la surface frontale mais aux composantes tangentielles au mouvement des forces de pression qui s'éxercent sur les surfaces mouillées. ces forces de pressions sont dues au gradient de pression que provoque la courbure de la surface, et notamment son inclinaison par rapport à la trajectroire.
les vélomobiles ne sont pas naïvement dessinés à l'envers, ils sont intuitivement, ou savamment selon les cas, dessinés de façon à privilégier la pénétration dans l'air et à tenter de provoquer un décollement sans recollement de la couche limite le plus en arrière possible afin de diminuer au maximum la trainée de pression (qui est très forte sur la pointe arrière d'une "comète") en négligeant la trainée de culot (trainée provoquée par les gros remous qu'il y a derrière un gros popotin de vélomobile comme le go-one ou comme l'arrière tronqué du alweder a4, et qui est d'ailleurs une forme de trainée de pression, mais en régime décollé) car à nos faibles vitesses, la trainée de culot reste faible en regard de la trainée de pression, qui devient très gênante au delà de 30 km/h.

pour ce qui est des fusées... je suppose que tu parles de fusées à pédales et roulantes et non de fusées spatiales... une fusée spatiale à bout rond se ne passerait jamais le mur du son... la pointe des fusées est faite pour provoquer une onde de choc bien avant le corps et ainsi "abriter" le corps dans le cône de mach. ce qui m'amène à penser que le gars qui a fait cette magnifique 4 roues en supo ne devait pas avoir de connaissances poussées en aéro, notamment en aéro super et hypersonique.
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Cobus
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MessageSujet: Importance des éléments d'aérodynamisme   Mar 25 Nov 2008, 12:18

pollux a écrit:
à nos faibles vitesses, la trainée de culot reste faible en regard de la trainée de pression, qui devient très gênante au delà de 30 km/h


Bonjour !

Je ne suis pas aérodynamicien. Du coup, je croyais naïvement qu'en vitesses subsoniques, il n'y avait qu'une forme idéale : le profil en goutte d'eau.
La lecture de http://inter.action.free.fr/publications/auto-eco.pdf m'avait conforté dans mon erreur avec en page 11, l'assertion suivante :
Citation :
Gustave Eiffel ayant démontré au début du siècle qu'un
corps caréné de moindre pénétration dans l'air devait
adopter une forme fuselée de proportions optimales
(Rapport L/D : 3,5<L/D<4 avec un optimal proche de L/D =
3,7),

Tu sembles avoir un bon bagage d'aérodynamicien, sans doute plus au fait des dernières découvertes que Gustave Eiffel. Smile

Afin de savoir quelle forme donner à un VM pour optimiser sa pénétration dans l'air pour une vitesse donnée, pourrais-tu nous faire un petit tableau comme le suivant, dans lequel tu mettrais forte / moyen / faible / négligeable (par rapport à la traînée totale, bien-sûr).


Trainée de Pression / Frottement / Culot
à 20 km/h
à 30 km/h
à 40 km/h
à 50 km/h
à 60 km/h
à 70 km/h

On saurait ainsi que par exemple, il vaut mieux une queue tronquée à 20 km/h (puisque la traînée de culot est négligeable), mais une queue longue et pointue à 60 km/h.

D'ailleurs, si tu peux nous dessiner les profils idéaux pour quelques vitesses...

D'avance merci !


Cobus.
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 12:27

Avec un petit addendum sur les conséquences par vent latéral, pendant qu'on y est?
Cela devrait pousser dans le sens de la pointe tronquée, intuitivement.
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Sparv
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 12:42

Je suis à peu près certain qu'Eiffel a raison. Je fais le calcul des trainées de frottements (en approximant la pointe arrière à un cône), et quand j'aurai remis la main sur un poly qui a deux ans, je pourrai faire le culot.
Par contre, je ne sais pas (encore... ) faire la traînée de pression.
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Samural
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 13:51

Sur ce site: http://www.recumbents.com/wisil/barracuda/barracudafairingdesign.htm on trouve les recommendation de Mark Drela, auteur du record de distance avec le "Daedalus" avion à propulsion humaine et du "Decavitator" le bateau HPV le plus rapide.

Traduction libre:
Citation :
Q: Quelles sont les règles à suivre pour le design de la coque des engins évoluant dans le domaine de vitesse des HPV ?

R: La différence théorique de traînée entre un nez pointu et un nez arrondi est minuscule. Je dirais que le nez arrondi est préférable car il permet de réaliser un fuselage plus court et il est moins dangereux pour les piétons. Je dis bien arrondi et non hémisphérique ! Un nez hémisphérique sur un corps cylindrique a une traînée assez élevée comparée à un nez ellipitique dans le rapport 3 :1. La meilleure forme de fuselage dépend de manière significative de la manière dont on obtient un flux laminaire étendu, c'est-à-dire sur au moins 50% du fuselage. Il est facile d’obtenir un flux laminaire sur 10% au niveau du nez, mais cela n’aide pas beaucoup à réduire la traînée. Si on veut vraiment un flux laminaire, la forme - la courbure de la surface en particulier- doit être contrôlée de manière précise sur 40 à 60% du fuselage à partir de l’avant. En réalité, seul un fuselage moulé de haute qualité sans joint transversal sur la moitié avant obtiendrait cette valeur. A moins d’avoir une forme proche d’un corps de révolution, la forme du fuselage devra être dessinée avec des méthodes sophistiquées pour affiner la distribution des pressions. Une difficulté supplémentaire est que l’environnement dans lequel évolue un HPV n’est pas propice à obtenir un flux laminaire étendu. Gouttes d’eau, traces de boue et vibrations de la route dans un domaine de fréquence de 50-500 Hz tend à éliminer tout flux laminaire. Une surface d’attaque de simple courbure, comme celle résultant d’un pare brise plat plié, tend aussi à éliminer tout flux laminaire. Comme la plus grande partie du flux est turbulent, alors la forme exacte du fuselage aura peu d’effet. Essayer de coller au mieux au profil d’aile NACA est une grosse perte de temps dans ce cas. Dessiner une forme fluide avec un nez quasi elliptique donnera d’aussi bons résultats, si pas meilleurs que d’essayer de coller au mieux aux profils d’ailes standards.

Les règles de base à respecter sont:
- Eviter les arêtes et les facettes abruptes dans le sens du flux. Raboter la surface frontale de quelques cm² en créant un « plat » à l’endroit le plus large du fuselage ne peut qu’augmenter la traînée.

- Eviter les changements abrupts de courbe dans le sens du flux. Le nez hémisphérique rejoignant directement une section cylindrique non courbée est un bon exemple de forme ratée. Il y aura en principe un important pic de vitesse près de la discontinuité suivi par une petite zone de séparation.

- Eviter les échelons (=ouïes) orientés vers l’arrière et les évacuations d’air au point le plus large du fuselage et au-delà. La petite zone de re-circulation derrière l’échelon pourrait ne pas se refermer dans la zone arrière d’augmentation de pression et pourrait entraîner un important décollement du flux. Avoir une fuite d’air dans la couche limite au-delà de la zone d’augmentation de pression est très nuisible également. Il est important de minimiser les flux sortant des passages de roue. Le meilleur endroit pour évacuer l’air de ventilation est à l’extrémité de la queue.

- La queue ne doit pas être parfaitement pointue. On considère en général que si la surface de la partie arrière tronquée équivaut au S.Cx divisé par 4 alors il n’y a pas de traînée supplémentaire. Un bon fuselage d’HPV devrait avoir un Cx = 0,10 et une surface frontale de 5ft² dans lequel cas la surface maxi pour la partie tronquée serait de 0,1 x 5 / 4 = 0,125 ft². Cela permet de réaliser un fuselage un peu plus court.

- L’état de surface est important, mais il y a une limite de rugosité k_min en dessous de laquelle aucun gain ne peut être obtenu. Ceci est donné par k_min ~ 4 sqrt(2/Cf) nu / V ; nu = viscosité cinématique de l’air = 1.4e-5 m^2/s ; V = vitesse locale d’écoulement (m/s) ; Cf = coefficent local de frottement ~ 0.025 (nu/VL)^(1/7) ; L = distance depuis le bord d’attaque (m). Pour un fuselage typique, V = 10 m/s cela donne Cf ~ 0.004, k_min ~ 0.1 mm = 0.005 in, ce qui n’est pas du tout lisse – comparable à de l’acier zingué disons. Une surface textile traitée est probablement proche de ce niveau de rugosité. Pour un HPV de vitesse, cette rugosité devrait être plus petite encore.

- En ce qui concerne la sensibilité au vent latéral, il n’y a pas grand-chose à faire d’autre que de réduire la hauteur et la surface latérale autant que possible. La forme effilée du fuselage n’a ici que peu d’effet.
(Fin de la traduction)

N'étant pas aérodynamicien je ne peux juger de la justesse des diverses équations mais si le gars a suivi ces règles pour concevoir ses engins de record cela ne doit pas être totalement faux.
Il semble donc que pour un VM dont l'objectif n'est pas de battre des records, on obtient déjà de très bons résultats en esquissant soi-même une forme fluide et en respectant quelques règles simples. Le mythe du "flux laminaire à tout prix" s'effondre également.


Samural

Edit: correction de l'erreur dans la formule de la pointe tronquée


Dernière édition par Samural le Mar 11 Juin 2013, 14:57, édité 2 fois
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 14:18

Comme Cobus et Cavallo, je serais vraiment HEU-REUX de prendre connaissance d'un petit topo sérieux, fiable, argumenté sur la question... car les perspectives de rouler enfin dans un "VM" à fuselage ultraléger deviennent une réalité ;-) bien au delà de ma modeste réalisation et contribution aux débats.

MERCI, MERCI d'avance aux personnes compétentes en aéro sur ce forum.

PS : le Quest est présenté, quasiment systématiquement, comme la référence, comme le "record" à dépasser (je fais référence à quelques messages de Pixel-mann notamment en début de fil).
Maintenant que l'opinion générale exprimée sur ce fil évolue vers plus de compréhesion réaliste des vrais enjeux (à mes yeux naturellement), j'aimerais poser une qeustion pratique : comment un Quest, avec sa queue longue (j'ai rien contre ni pour, naturellement) se comporte-t-il par vent de travers, voire par rafales de travers ?
Quelqu'un en a-t-il l'expérience vécue ? (inutile de me donner du blabla de pros du clavier....) car sincérement je me demande comment c'est possible de rouler TOUS les jours dans ce genre de modèle/référence.
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MessageSujet: Re: Aérodynamique du carénage   Mar 25 Nov 2008, 14:40

claude.plaimert a écrit:
PS : le Quest est présenté, quasiment systématiquement, comme la référence, comme le "record" à dépasser (je fais référence à quelques messages de Pixel-mann notamment en début de fil).
Maintenant que l'opinion générale exprimée sur ce fil évolue vers plus de compréhesion réaliste des vrais enjeux (à mes yeux naturellement), j'aimerais poser une qeustion pratique : comment un Quest, avec sa queue longue (j'ai rien contre ni pour, naturellement) se comporte-t-il par vent de travers, voire par rafales de travers ?
Quelqu'un en a-t-il l'expérience vécue ? (inutile de me donner du blabla de pros du clavier....) car sincérement je me demande comment c'est possible de rouler TOUS les jours dans ce genre de modèle/référence.
Je n'oserais pas comparer les quelques modifications que j'ai apportées à mon Alleweder à la référence qu'est le Quest dans le domaine du VPH, mais il se trouve que mon Alleweder est à peu près aussi long (2,80 m).

Je roule tous les jours avec, dans une région assez ventée. Sur mon trajet quotidien, je passe par une départementale bien exposée (au milieu des champs) avec systématiquement un vent de travers (soit d'un côté, soit de l'autre : je n'ai jamais de vent de face ni de derrière).

Je n'ai jamais eu de problème de stabilité à cause du vent, sauf cas vraiment extrême (ça a dû m'arriver 1 ou 2 fois) où il fallait bien tenir le guidon et faire attention aux rafales. Mais les écarts ont toujours été suffisamment limités pour ne pas être dangereux.

Par contre, tout ce vent de travers, ça me fait bien râler de ne pas pouvoir l'exploiter. J'ai joué avec la bâche de l'Alleweder pour essayer d'en profiter, mais sans grand résultat.
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