A lire sur Foilers ! deux articles d’introduction à un sujet qui m’intéresse depuis peu :
- Le Mur des 50 noeuds : l’équivalent du mur du son pour les bateaux
- La Cavitation : le phénomène qui en est la cause
Je n’avais jamais réalisé l’analogie entre le mur du son à 1000 km/h pour les avions et celui des ~90 km/h pour les bateaux. Je ne sais d’ailleurs pas si cette idée est très répandue chez les spécialistes car je n’en ai trouvé que très peu de traces. peut-être qu’ils n’osent pas s’aventurer à comparer des phénomènes en principe si différents, alors que moi qui ne suis pas (encore) un professionnel de ce domaine, je peux …
2 commentaires sur “Cavitation”
Cher Dr. Goulu,
je suis avec attention vos publications depuis un certain temps déjà, tout a commencé sur Foilers! avec vos articles sur la cavitation et l’analogie avec le mur du son.
Je vous expose mon problème : je suis étudiant en classe préparatoire (spé), et pour les concours, nous passons une épreuve orale appelée TIPE (Travaux d’Initiative Personnelle Encadrés). Cet oral a pour but de nous rapprocher du métier d’ingénieur.
Bref, mon sujet : la cavitation et les foils. Nous avons accès au logiciel SolidWorks 2008 (Cosmosflow intégré) et cherchons à modéliser l’écoulement de l’eau autour d’un foil comme vous l’avez fait sur Foilers! et ainsi visualiser la cavitation s’exerçant dessus. Auriez vous accès à un tutoriel afin de nous aider dans notre démarche ? Ou pourriez vous nous donner quelques pistes ?
De plus, pensez vous que l’analogie avec le mur du son peut être faite de manière certaine ? Si oui, pouvez vous m’expliquer le rapport entre le mur du son et la cavitation de manière précise ?
Je vous remercie et espère avoir de vos nouvelles prochainement.
Très cordialement,
Anthony Dubois.
Cher Anthony,
Deux écoulements sont semblables s’ils ont le même nombre de Reynolds et le même nombre de Mach. Comme la viscosité cinématique de l’air est 15 fois supérieure à celle de l’eau, un profil donné aura le même Reynolds dans l’air que dans l’eau à une vitesse 15 fois supérieure aussi. A 44 noeuds dans l’eau, on a le même Reynolds qu’à la vitesse du son dans l’air…
…mais pas le même nombre de Mach, car la vitesse du son est bien plus élevée dans l’eau (~5400 km/h). Donc mon analogie n’est que partielle du point de vue physique, je le concède volontiers. Reste que les profils de foils supercavitants sont très différents des subcavitants et ont des analogies avec les ailes supersoniques (bord d’attaque tranchant). Je ne m’y connais hélas pas suffisamment pour développer ceci, je le constate simplement.
Les logiciels de CFM comme Cosmosflow ne permettent pas de traiter correctement la cavitation car ils ne gèrent pas la transition de phase des fluides. Ils sont capables d’indiquer les zones où la pression devient nulle (voire négative…) mais pas de les « remplir de vapeur ». Pour une véritable simulation de la cavitation ils faut des logiciels très pointus et de gros moyen de calcul. Ma simulation sur Foilers est très « brute de décoffrage », elle n’a qu’un rôle pédagogique très qualitatif. Je me souviens juste que j’avais un peu ramé pour les « conditions aux limites », en particulier en haut et en bas du domaine car par défaut elles sont « fermées » comme dans un tuyau…
Bonne chance pour ton TIPE, n’oublie pas de nous en donner des nouvelles, ou de reposer des questions ici ou sur Foilers!