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Informations sur l'auteur

étudiant
Niveau
Grand public
Etude suivie
physique
Ecole, université
ENSEM (Nancy)

Informations sur le doc

Date de publication
18/01/2012
Date de mise à jour
18/07/2014
Langue
français
Format
pdf
Type
cours
Nombre de pages
28 pages
Niveau
grand public
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1 fois
Validé par
le comité Oboulo.com
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Introduction à l'aérodynamique d'une voiture de course

  1. L'aérodynamique : histoire et principes
    1. Naissance d'une science nouvelle
    2. Etude théorique de l'écoulement
    3. Les forces aérodynamiques
  2. L'aérodynamique au service de la F1
    1. Historique de la Formule 1
    2. Evolution des Formule 1 avec le temps
    3. Introduction de l'aviation
    4. Evolution de l'aérodynamique
    5. L'effet de sol en Formule 1
  3. L'aile d'avion au coeur de l'aérodynamique
    1. Structure d'une aile d'avion
    2. Ecoulement autour d'une aile
    3. Application à la F1

L’aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur l’analyse et la compréhension des écoulements d’air, ainsi que leurs effets sur les éléments solides qu’ils environnent. Cette science est apparue au cours du premier tiers du siècle dernier parallèlement au développement de l’aviation. Petit à petit, d’autres domaines, et l’automobile en particulier grâce à son développement, sont venus fournir de nouvelles possibilités d’application de l’aérodynamique. De ce fait, l’aérodynamique s’est scindée en deux champs d’études : l’aérodynamique incompressible qui concerne les écoulements dont le nombre de Mach est inférieur à 0.3, ce qui permet de faire quelques hypothèses simplificatrices.

[...] Une surpression apparait donc sous l’aile tandis qu’une dépression se forme au-dessus de l’aile. La résultante de cette différence de pression est la portance qui porte l’aile et fait voler l’avion. A l’inverse, sur un aileron de voiture de course qui est un peu une aile retournée, la portance se fait vers le bas, elle plaque donc la voiture au sol, l’empêchant ainsi de décoller malgré la vitesse et l’air qui s’écoule sous la voiture. Et c’est bien là l’effet escompté puisqu’il faut à tout prix que les roues restent le plus possible en contact avec le sol afin que le pilote ne perde pas le contrôle de sa voiture. [...]


[...] Les multiples évolutions dans ce domaine ont permis d’obtenir toujours un meilleur compromis entre tenue de route, rapidité en courbe et vitesse de pointe. Au cours de cet exposé, nous mènerons une étude théorique basée sur une description des principes aérodynamiques, suivie d’une présentation de l’évolution des voitures de courses grâce à l’aérodynamique et d’une analyse détaillée de l’aile d’avion (considérée similaire à un aileron de voiture inversé). Il est à noter que certains termes techniques employés ici seront explicités clairement dans ce qui va suivre. [...]


[...] Variation du Voici la courbe avec l’incidence : ( incidence ( ) Quel que soit le profil de l’aile, le présente toujours une évolution rectiligne dans une gamme d’incidences modérées allant de à ou suivant les profils. On a donc, dans cette gamme d’incidences pouvant être nul si le profil est symétrique par exemple. A partir d’une incidence valant entre 15 à 20 degrés en fonction des profils ( sur le schéma), le chute brutalement. Ce phénomène qui peut être dangereux puisqu’il peut conduire au crash de l’avion, est appelé décrochage. [...]


[...] On se retrouve alors avec une droite horizontale sur la courbe (entre les points 2 et 3). Au-delà, l’écoulement devient turbulent. Le point de décollement est alors repoussé vers l’aval de l’aile. La couche limite se recollant, la traînée de pression diminue. On constate alors une chute du ,d’où la partie descendant entre les points 3 et 4. Variation du avec le Reynolds : croît légèrement avec le nombre de Reynolds. En Généralement, la valeur de la portance maximale effet, grâce à l’augmentation du Reynolds, le point de transition se déplace vers l’aval de l’aile, recollant ainsi la couche limite. [...]


[...] Plus tard, fin XIXème et début XXème, l’aérodynamique expérimentale, par l’intermédiaire de Joukovski et Blasius, a découvert les phénomènes physiques de portance et de traînée d’un solide en mouvement dans un fluide. De nos jours, les progrès à réaliser touchent le domaine des écoulements transsoniques et hypersoniques. En effet, dans ce dernier cas, la vitesse provoquant une forte augmentation des températures, entraine des modifications des propriétés physico-chimiques de l’air. Nous allons maintenant poser les équations associées à notre étude de l’écoulement de l’air autour d’une voiture de course dans une soufflerie. Tout au long de notre étude, nous considèrerons que les voitures de course sont des véhicules subissant un écoulement d’air. [...]

...

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