Le coefficient de traînée est-il constant : comment et faits détaillés

La coefficient de traînée est une grandeur physique sans dimension influencée par les différents paramètres qui peuvent être affectés par le mouvement dans le milieu fluide.

Dans l'étude de la mécanique des fluides, les le coefficient de traînée joue un rôle essentiel car il résiste au mouvement de l'objet solide dans le milieu fluide. Ce coefficient de traînée dépend de la vitesse, de la section transversale de l'objet et de la densité. Le coefficient de traînée est-il constant si le paramètre mentionné ci-dessus varie ?

Nous essayons de répondre à l'équation ci-dessus dans cet article. Voyons comment et quand le coefficient de traînée est constant et les faits liés au coefficient de traînée constant ci-dessous.

Le coefficient de traînée est directement influencé par la vitesse d'écoulement de l'objet dans le fluide. Si la vitesse est maintenue constante sur une période, il peut y avoir un changement dans la traînée, mais le coefficient de traînée est constant car il s'agit de la quantité sans dimension.

C_D= 2F_D/ρv²A

D'après la formule ci-dessus, si l'on considère le mouvement de l'objet dans le fluide, les termes F_D, ρ et A sont constants pour le même objet ; ainsi, seuls les changements possibles de la vitesse, nous pouvons écrire l'équation ci-dessus comme

C_D=Constante/v²

Ainsi, le changement de vitesse correspond inversement au coefficient de traînée.

Comment varie le coefficient de traînée ?

Certains facteurs comme la résistance de l'air, la forme et la géométrie de l'objet affectent le coefficient de traînée. Mais la variation de la le coefficient de traînée dépend entièrement de la vitesse de l'objet dans le fluide.

Le carré de la vitesse de l'objet est proportionnel au coefficient de traînée de l'objet dans un environnement fluide. Le coefficient de traînée varie avec le carré de la vitesse relative de l'objet.

Considérons le traînée aérodynamique; si la vitesse de l'objet augmente jusqu'à sa valeur au carré, le coefficient de traînée tombe à la même valeur. Ainsi, à une vitesse plus élevée, le coefficient de traînée est moindre, ce qui donne les meilleures performances. Il est donc clair qu'en augmentant la vitesse, le coefficient de traînée diminue.

Quand le coefficient de traînée varie-t-il ?

Dans la plupart des cas, le coefficient de traînée varie avec la vitesse inversement. Mais outre la vitesse, plusieurs facteurs sont responsables de la variation du coefficient de traînée. Certains d'entre eux sont énumérés ci-dessous:

• L'angle de l'objet - Les facteurs angle d'inclinaison de l'objet à la surface du fluide sont une des raisons de la variation du coefficient de traînée. Lorsque l'angle d'attaque est plus petit, le coefficient de traînée est plus faible.

• La densité du milieu – Si l'objet est bas d'un milieu à un autre milieu de densités différentes, le coefficient de traînée varie pour un même objet. Considérez que l'objet se déplace de l'air vers l'eau ; la densité de l'air et de l'eau est différente l'une de l'autre. Ainsi la force de traînée offerte à l'objet change, faisant ainsi varier le coefficient de traînée.
• Une autre conséquence nécessaire de la variation du coefficient de traînée est le type d'écoulement. Lorsque le flux d'air ou le flux hydraulique est turbulent à une vitesse plus élevée, une variation du coefficient de traînée se produit.
• Zone de section –La zone de référence de la section transversale de l'objet influence la force de traînée. Si la surface de l'objet est doublée, la force de traînée est également doublée. Ainsi, la variation de la force de traînée entraîne le changement proportionnel du coefficient de traînée.

D=A_ref×constante ; où un_ref est le domaine de référence.

Quand le coefficient de traînée est-il constant ?

Dans la plupart des cas, le coefficient de traînée constant est appelé vitesse constante - cela signifie que si la vitesse de l'objet sur le milieu fluide est maintenue constante, le coefficient de traînée restera également constant.

Cependant, la constante le coefficient de traînée dépend du nombre de Reynolds trop. Tant que le nombre de Reynolds est constant pour le flux d'objets, le coefficient de traînée reste constant.

Un fait que nous devons observer ici est le nombre de Reynolds du mouvement d'un objet dans le milieu fluide dépend également d'entités telles que la vitesse, la densité et viscosité du milieu. Ainsi, le coefficient de traînée constant est associé aux termes impliqués pour décrire le mouvement du corps dans l'environnement fluide.

Foire aux Questions

Que se passe-t-il lorsqu'un objet possède un coefficient de traînée élevé ?

La valeur faible ou élevée du coefficient de traînée impacte directement le mouvement de l'objet dans le fluide.

Si un objet possède un coefficient de traînée plus élevé, l'objet peut être une plaque plate dont la capacité à se déplacer dans la surface du fluide est relativement lente. L'objet avec un coefficient de traînée élevé présente une résistance significative au mouvement.

Qu'entend-on par nombre de Reynolds ?

En mécanique des fluides, le nombre de Reynolds décrit le modèle d'écoulement de l'objet dans différents fluides.

Le nombre de Reynolds peut être défini comme le nombre sans dimension donné par le rapport de la force d'inertie sur la force visqueuse du fluide. Le nombre de Reynolds permet de catégoriser l'écoulement du système de fluide en écoulement turbulent, profilé ou laminaire.

Le coefficient de traînée d'un corps peut-il être supérieur à 1 ?

La valeur du coefficient de traînée dépend de la nature de l'écoulement tel que courant d'air ou écoulement turbulent.

Si deux objets de la même zone de section transversale se déplacent avec la même vitesse, ils peuvent avoir des coefficients de traînée différents. Le coefficient de traînée pour un corps profilé est toujours inférieur à 1, alors que, pour les corps non profilés, la valeur du coefficient de traînée peut être de 1 ou supérieure à 1.

La taille de l'objet affecte-t-elle le coefficient de traînée ?

Le coefficient de traînée et la taille de l'objet sont corrélés l'un à l'autre. Des objets de différentes tailles possèdent différentes forces visqueuses et inertielles responsables de la force de traînée.

La force visqueuse et inertielle différente fait référence au nombre de Reynolds différent; cela signifie que la taille de l'objet fait référence à un changement du nombre de Reynolds. Il est donc clair que la taille de l'objet influence le coefficient de traînée dans plusieurs mesures.

Le coefficient de traînée dépend-il de l'altitude ?

Le coefficient de traînée est indépendant de la hauteur. L'augmentation ou la diminution de l'altitude n'a aucun impact sur le coefficient de traînée.

Dans certains cas, à mesure que l'altitude augmente, le nombre de Reynolds peut changer; ainsi, il y aura un changement dans le coefficient de traînée. Mais si le nombre de Reynolds reste inchangé même si l'altitude change, le coefficient de traînée n'est pas affecté par l'altitude.

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