Leçons de niveau 16

Dynamique des fluides visqueux/Turbulence

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Turbulence
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Chapitre no 8
Leçon : Dynamique des fluides visqueux
Chap. préc. :Théorème des quantités de mouvement
Chap. suiv. :Turbulence statistique
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Dynamique des fluides visqueux/Turbulence
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Introduction[modifier | modifier le wikicode]

La turbulence est un mode d'écoulement d'un fluide lorsque celui-ci s'écoule relativement rapidement vis-à-vis de sa viscosité. La présence d'un obstacle sur le chemin de ce fluide (aile d'avions, bâtiment), peut rendre l'écoulement turbulent alors qu’il ne l'était pas.

La turbulence se caractérise par un champ de vitesses dont les directions, les sens, les vitesses des particules qui le composent ne présentent aucune similarité : à un intervalle de temps au même endroit, ou bien en se décalant dans l'espace au même instant on ne retrouve pas de symétries de la vitesse d'une particule.

Notion de couche limite[modifier | modifier le wikicode]

L'étude de fluides parfaits, non mouillants, nous donnait pour conditions aux limites une vitesse relative du fluide nulle par rapport aux obstacles qu’il rencontrait. Cette description est largement insuffisante pour décrire le retour à la vitesse de l'écoulement lorsque l’on s'éloigne de l'obstacle.

La couche limite est une couche de fluide située à proximité immédiate de l'obstacle, et dans laquelle le fluide passe très rapidement d'une vitesse tangente à la surface de l'obstacle à la vitesse standard donnée par les prévisions. Il est à noter que cette couche limite peut rester laminaire tandis que l'écoulement autour de l'obstacle est devenu turbulent. Les stries des ailes d'avion, ou les creux des balles de golf visant précisément à rendre la couche limite turbulente à son tour.