AÉRODYNAMIQUE
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L'aérodynamique et la théorie
Les équations dites de Navier-Stokes 'constituent le principal modèle mathématique de l'aérodynamique « classique », c'est-à-dire limitée au régime continu pour lequel les échelles de longueur caractéristiques sont grandes par rapport au libre parcours moyen des molécules et à des niveaux d'énergie excluant les interactions physico-chimiques des molécules d'azote et d'oxygène constituant l'air. Ces équations, développées dans l'article mécanique des fluides, résultent de l'application des principes de la mécanique et de la thermodynamique, et, sous leur forme intégrale, expriment un équilibre entre un terme volumique qui exprime la variation dans le temps de la masse, de la quantité de mouvement (le produit de la masse et de la vitesse) et de l'énergie totale (somme de l'énergie interne et de l'énergie cinétique) contenues dans un volume fermé Ω, et un terme surfacique de flux qui traduit les échanges entre le gaz situé à l'intérieur du volume Ω et le gaz situé à l'extérieur. Ces équations d'évolution sont complétées, d'une part, par des lois de comportement qui traduisent les effets d'irréversibilité dus à la viscosité et à la conductivité thermique, et, d'autre part, par des lois d'état résultant des propriétés thermodynamiques de l'air. L'intégration des équations de Navier-Stokes nécessite des conditions initiales et des conditions aux limites.'''''' Ainsi, le domaine de calcul comporte des frontières physiques, bien définies comme la paroi d'un avion en contact avec l'atmosphère, mais quelquefois également des surfaces perméables 'introduites pour limiter l'étendue du domaine de calcul. Sur les parois, le champ aérodynamique satisfait à une condition dynamique et à une condition thermique : la première exprime l'adhérence de l'air à la paroi, la seconde porte sur la donnée de la température et/ou du flux de chaleur. Les conditions aux limites sur les frontières perméab [...]
Aérodynamique: simulation numérique sur un avion Falcon
Photographie
Simulation numérique des pressions à la paroi sur un avion d'affaires Falcon.
Crédits : ONERA
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Écrit par :
- Bruno CHANETZ : professeur associé à l'université de Paris-Ouest-Nanterre-La Défense
- Jean DÉLERY : directeur de recherche émérite à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (O.N.E.R.A.)
- Jean-Pierre VEUILLOT : chef d'unité de recherche à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (O.N.E.R.A.)
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Pour citer l’article
Bruno CHANETZ, Jean DÉLERY, Jean-Pierre VEUILLOT, « AÉRODYNAMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/aerodynamique/