Coefficient de traînée

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Un mobile se déplaçant dans un fluide pesant subit de la part de ce fluide une distribution de pression dont la résultante s'oppose à sa marche. La composante de cette résultante selon la direction du mobile est appelée traînée. L'intensité de la force de traînée peut être exprimée en fonction de la vitesse, de la forme et de la taille du mobile. Le coefficient de traînée Cx est un nombre sans dimension caractéristique de la forme du mobile.

Dans le langage courant, ce coefficient est souvent utilisé pour vanter la finesse d'un véhicule (automobile, avion ou bateau), un Cx bas étant perçu comme un signe de bonnes performances ou d'économie en carburant pour un véhicule.
Information La distribution des vitesses du fluide autour d'un obstacle dépend de sa forme.

Sommaire

[modifier] Coefficient de traînée ou Cx

Le Cx désigne le coefficient de traînée d'un corps, en mécanique des fluides, en aérodynamique ou en hydrodynamique.

C'est un nombre sans dimension qui permet de quantifier la force de résistance d'une surface.

C'est le rapport entre la force de traînée Fx et le produit de la pression dynamique q par la surface de référence S du mobile :

C_x = \frac{F_x}{q \times S},
où la pression dynamique est donnée par q = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2,
avec ρ masse volumique du fluide et v = vitesse du mobile.

La surface de référence est celle du maître-couple, plus grande section du solide par un plan perpendiculaire au déplacement, sauf dans le cas des ailes en aéronautique, pour lesquelles on rapporte les forces à la surface alaire, projection des ailes sur un plan contenant la corde des profils, ce qui permet de comparer des profils indépendamment de leurs épaisseurs.

[modifier] Finesse

Le Cx intervient dans le calcul de la finesse (c'est le rapport \frac{C_z}{C_x})

[modifier] Valeurs du Cx

Le Cx total d'un mobile dépend du coefficient de frottement, de la forme du profil de vitesse (profil « turbulent », profil laminaire), de la traînée induite par la portance.

Le coefficient de frottement dépend du nombre de Reynolds et du degré de laminarité de la surface.

  • en aérodynamique, le Cx d'une aile est d'environ 0,005 à 0,010 en vol, selon le nombre de Reynolds et la laminarité ;
  • en hydrodynamique, le Cx d'un foil (aile portante immergée) est d'environ 0,03 à la vitesse de croisière (pour un Cz de 0,6 et une finesse de 20).

[modifier] Voir aussi