💻 Laissez tomber les simulations – place aux expériences réelles ⚙️
On voit souvent des vidéos de simulations numériques illustrant des écoulements fluides autour d’obstacles. Bien qu’impressionnantes esthétiquement, elles sont en réalité plus faciles à obtenir aujourd’hui grâce aux logiciels modernes !
Ce qui l’est moins, c’est de concevoir de 𝘷𝘳𝘢𝘪𝘴 dispositifs expérimentaux et de visualiser de 𝘷𝘳𝘢𝘪𝘴 fluides dans de 𝘷𝘳𝘢𝘪𝘴 canaux.
Et quand c’est bien fait, le résultat est tout aussi magique voire fascinant 👇
🔍 Quels sont les effets observés ?
Pour caractériser un écoulement, on utilise une grandeur sans dimension appelé 𝗻𝗼𝗺𝗯𝗿𝗲 𝗱𝗲 𝗥𝗲𝘆𝗻𝗼𝗹𝗱𝘀. Celui-ci permet de comparer les effets liés à la viscosité à ceux liés à la vitesse d’un fluide. C’est pour cela qu’il s’écrit comme le rapport des deux !
Le nombre de Reynolds est un nombre sans dimension s’écrivant comme le rapport de l’inertie et de la viscosité : 𝙍𝙚 = ρ𝙑𝙇/μ.
🧪 Que signifie ce nombre ?
En mécanique des fluides, on distingue deux types d’écoulement principaux :
🔸 Écoulements laminaires : les particules fluides se déplacent de manière ordonnée et parallèle. Leurs trajectoires se prédisent bien grâce aux équations.
🔸 Écoulements turbulents : les particules fluides ont un comportement chaotique et désordonné avec des trajectoires imprévisibles.
Le passage de l’un à l’autre se caractérise grâce au nombre de Reynolds. Si celui-ci est faible (typiquement inférieur à 2000 dans un tuyau) alors la vitesse est réduite et l’écoulement est laminaire. Au-delà (aux alentours de 4000), l’écoulement devient turbulent.
En régime laminaire, la viscosité domine et stabilise les couches de fluide. En régime turbulent, leur comportement est si chaotique qu’on parle alors de dissipation énergétique.
En effet, il faut constamment 𝘯𝘰𝘶𝘳𝘳𝘪𝘳 les tourbillons crées en énergie cinétique du fluide 🌀
Les physiciens appellent cela une cascade d’énergie : c’est le cas de le dire !
👉 Résultat ?
Dans une géométrie et avec un fluide donnés, il suffit d’augmenter la vitesse d’écoulement pour passer d’un régime à un autre : c’est ce que nous dit le nombre de Reynolds.
Mais bon, on l’observait déjà dans notre salle de bain en ouvrant son robinet !🚰
🎥 Crédits : superbe vidéo (et travail !) de la chaîne Youtube LutetiumProject.
Wissem
Salut tout le monde !
Je m'appelle Wissem et je suis docteur en mécanique des fluides. Passionné par la physique et la vulgarisation scientifique, j'ai créé ce blog afin de partager les phénomènes fascinants que j'explorais au quotidien dans mon travail et mes recherches.
Mon objectif ? Éveiller la curiosité, rendre la science accessible à tous, et créer une communauté d’esprits curieux autour des merveilles du monde scientifique.
Découvrez des sujets aussi étonnants qu’inspirants et plongez dans le monde fascinant des fluides.
Bonne exploration ! 🌊
