TPE 2016

Le profil de la voiture pourrait être portant comme celui d’une aile.

Utilisons la simulation Solidwork pour comparer le flux d’air autour d’une aile d’avion et d’une voiture à des vitesses semblables.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Même si elle n’est pas répartie identiquement, on remarque une dépression au-dessus du profil de la voiture et du profil de l’aile d’avion (extrados).

La dépression la plus forte sur l’aile d’avion est localisée peu après le bord d’attaque de l’extrados, là où la vitesse de l’air est la plus forte.

La dépression sur la voiture est localisée sur le toit de la voiture, sur le capot et sur la carrosserie du coffre.

Il faut cependant remarquer une différence importante : nous pouvons observer une dépression sous toute la voiture. Alors que la partie inférieure de l’aile d’avion (nommé intrados) subit une surpression, la voiture subit une dépression sous elle par effet Venturi avec le sol.

Cet effet Venturi qui contribuera à créer une portance positive pour une aile d’avion, créera alors une portance négative pour la voiture. Cette portance négative (appelée aussi déportance) va s’ajouter à la force de gravité ce qui collera la voiture au sol sans en augmenter la masse.

Si la vitesse de déplacement augmente, l’effet Venturi augmentera le coefficient de portance d’un profil d’aile, mais aussi la déportance d’un profil de voiture. Plus la voiture accélère, plus elle sera attirée vers le sol ce qui l’empêchera de voler. Ce phénomène est nommé « effet de sol ».

 

L’effet Coanda contribuera aussi à empêcher une voiture de voler.

 

 

 

 

 

 

 

 

L’effet Coanda explique que si le flux d’un fluide est en contact avec une surface, le fluide aura tendance à suivre la forme de la surface. C’est la viscosité de ce fluide qui va provoquer cette tendance.

La partie arrière de la voiture va imposer un mouvement horizontal au flux d’air sans composante verticale qui contribuerait à créer une portance.

Nous pouvons décomposer les différentes forces autour d’une voiture comme ceci :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La voiture ne possède que très peu de vecteurs de déplacement verticaux positifs, contrairement à l’aile. La résultante aérodynamique (en vertsur le schéma) ne comporte pas de composante positive en Y, contrairement à celui d’une aile.

La théorie de Kutta-Joukowski n’est pas utilisable sur un profil de voiture. L’arrière de la voiture est trop épais pour permettre à un tourbillon de se produire autour de la voiture.

 

Conclusion :

Un profil de voiture qui se déplace dans l’air subit une portance négative à l’opposé du profil d’une aile.