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 théorème de Froude

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warburton
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MessageSujet: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 02:32

comme j'ai un peu déconné ces derniers temps, faut que je prouve que je sais aussi être sérieux.
la meilleure manière d'y parvenir est de faire des misères aux mouches (les pauvres bêtes), donc:
que pensez-vous du théorème de Froude ?
suis pas sur de faire de l'audimat avec ça… Mr.Red
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Bernard P. A.
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 07:52

c'est quoi ce truc là? scratch
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DraniBrut
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 09:34

warburton a écrit:
que pensez-vous du théorème de Froude ?
Il n'y a rien à en penser : ce n'est pas un théorème, mais un nombre... sans dimension ! Un rapport, en somme... study
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Bernard P. A.
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 09:47

yaka gogoliser!que des équations imbuvables!! affraid
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pascal
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 12:39

Je cite le wiki...

Citation :
Le nombre de Froude, de l'hydrodynamicien anglais William Froude, est un nombre sans dimension qui caractérise dans un fluide l'importance relative de l'énergie cinétique de ses particules par rapport à leur énergie potentielle gravitationnelle. Il s'exprime donc par un rapport entre la vitesse et la force de pesanteur qui s'exerce sur celle-ci. Ce nombre apparaît essentiellement dans les phénomènes à surface libre, en particulier dans les études de cours d'eau, de barrages, de ports et de navires (architecture navale). Il est également important en météorologie pour le calcul de l'écoulement de l'air en montagne.

Rien que çà cela mérite un apéro j'y vais de ce pas ...

Appliqué à l'architecture navale cela concerne la finesse d'une carène ou quelque chose dans ce genre
rapport entre la vitesse de l'objet et la racine carrée du produit de l'accélération par la longueur de la carène.

Je ne suis jamais parvenu à comprendre comment des gars pouvaient penser à des choses aussi abstraites et complexes !
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warburton
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 13:51

bonjour
excitant ; non ? je savais que j'avais trouvé un sujet à polémique.
@ Dranibrut
je l'ai trouvé comme: théorème, nombre, théorie…
et comme, après avoir lu les explications je n'étais guère plus avancé…
fallait faire un choix !
c'est certainement passionnant; mais ce n'est pas pour moi.
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 15:35

warburton a écrit:
trouvé un sujet à polémique. : boulet du jour
@ Dranibrut c'est certainement passionnant; mais ce n'est pas pour moi. : crazy:
Ça n'a rien de polémique : c'est une notion très familière pour les modélistes (de modèles réduits de bateaux) (non polémistes)...
et qui aurait pu être intégrée dans le sujet : Maquettes et études (si ce n'est déjà fait study )...
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warburton
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 15:57

bonjour
c'était (un tout petit peu) "second degré"…
je ne suis pas certain que ce sujet engendre des débats  Mr.Red passionnés.
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 19:24

sans connaitre vraiment (et sans etre allé voir, j'ai la flemme)...ce nombre sans dimension se calcule j'imagine, sur la définition j'y vois des liens avec la densité des liquides et la poussée d'Archimède... j'ai bon?

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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 19:32

patzekiller a écrit:
sans connaitre vraiment (et sans etre allé voir, j'ai la flemme)...ce nombre sans dimension se calcule j'imagine, sur la définition j'y vois des liens avec la densité des liquides et la poussée d'Archimède... j'ai bon?
... un peu, dans la mesure où la gravité (la pesanteur) intervient... thumleft
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 19:42

incroyable ! ça marche mieux que les quizz. lol!
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pascal
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 20:35

disons que çà change et puis on sait où chercher ...
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 20:37

bonsoir Pascal
ok. y a plus qu'à créer le quizz Maso. Mr.Red
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 21:16

pascal a écrit:
Je cite le wiki...

Citation :
Le nombre de Froude, de l'hydrodynamicien anglais William Froude, est un nombre sans dimension qui caractérise dans un fluide l'importance relative de l'énergie cinétique de ses particules par rapport à leur énergie potentielle gravitationnelle. Il s'exprime donc par un rapport entre la vitesse et la force de pesanteur qui s'exerce sur celle-ci. Ce nombre apparaît essentiellement dans les phénomènes à surface libre, en particulier dans les études de cours d'eau, de barrages, de ports et de navires (architecture navale). Il est également important en météorologie pour le calcul de l'écoulement de l'air en montagne.

Rien que çà cela mérite un apéro j'y vais de ce pas ...

Appliqué à l'architecture navale cela concerne la finesse d'une carène ou quelque chose dans ce genre
rapport entre la vitesse de l'objet et la racine carrée du produit de l'accélération par la longueur de la carène.

Je ne suis jamais parvenu à comprendre comment des gars pouvaient penser à des choses aussi abstraites et complexes !

Le nombre de Froude serait-il aux bateaux ce que le nombre de Reynolds est aux avions ?
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Dim 05 Avr 2015, 21:32

ironclaude a écrit:
Le nombre de Froude serait-il aux bateaux ce que le nombre de Reynolds est aux avions ?
... il y a une certaine similitude entre les deux grandeurs, en effet...
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Lun 06 Avr 2015, 10:55

Bonjour,

On va faire comme si c'était du 1er degré, Confused en se limitant aux aspects expérimentaux et historiques de la question.

Théorème, nombre ?

Froude, à partir de ses travaux expérimentaux, émit en 1868 l'hypothèse fondamentale, toujours utilisée aujourd'hui, selon laquelle la résistance d'une carène à l'avancement est la somme d'une résistance directe (due principalement à la formation de vagues) et d'une résistance de frottement.

Il fit également l'hypothèse que "La résistance de carènes géométriquement semblables est dans le rapport du cube de leurs dimensions linéaires, lorsque leurs vitesses sont dans le rapport de la racine carrée de leurs dimensions linéaires." (loi de similitude de Froude)

Autrement dit, pour deux carènes semblables (modèle et réel...) que Rw/Δ est constant si V/racine(L) est constant.
(Rw résistance de vagues, Δ déplacement, V vitesse, L longueur à la flottaison).

Reech, ingénieur français, directeur de l'Ecole du Génie Maritime, avait proposé la même loi de similitude en 1832.

Le nombre de Froude - ou de Reech-Froude - est aujourd'hui exprimé sous forme d'un nombre sans dimension V/racine(gL), indépendant du système d'unités utilisé (noeuds ou m/s, mètres ou pieds... Mr.Red ) (g : accélération de la pesanteur).

Les propositions de Froude, très contestées à l'époque, furent confirmées par une comparaison expérimentale entre la résistance à l'avancement du HMS Greyhound et celle de son modèle.

Nombre de Reynolds ? Rolling Eyes

La résistance de frottement peut s'analyser comme une résistance visqueuse (hydrodynamique), liée à la viscosité du fluide (eau de mer) et à la rugosité de la carène, et une résistance aérodynamique (oeuvres mortes, superstructures).

La similitude, pour la résistance visqueuse, est liée au nombre de Reynolds VL/ν (ν viscosité cinématique de l'eau) et au rapport k/L (k : coefficient représentant la rugosité moyenne de la carène).

Il est impossible de réaliser un essai respectant à la fois le nombre de Froude et le nombre de Reynolds. On réalise donc les essais au bassin de carènes à nombre de Froude constant, avec une "correction de frottement" calculée.

Source : cours "Hydrodynamique navale" - S. Bindel - ENSTA 1973


Et alors ?

Quel intérêt pour notre modeste forum ?

- Pour les modélistes, comme évoqué dans la discussion : un modèle navigant au même nombre de Froude que le réel (ex. : pour un modèle au 1/100e, à une vitesse de 2 noeuds pour un réel à 20 noeuds) aura le même système de vagues, donc la même allure générale.

- Pour les amis de l'architecture navale, mettre des chiffres sur l'influence favorable de la longueur sur la résistance par tonne de déplacement, pour des carènes semblables.

- Comprendre la fière annonce d'un directeur de chantiers navals au lancement d'un cargo dans les années 50 : "Ce navire évolue au même nombre de Froude que le paquebot United States !" comme "Il est plus petit et il va moins vite..."  Mr. Green
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Lun 06 Avr 2015, 19:32

Shocked
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MessageSujet: Tempête !   Lun 06 Avr 2015, 23:06

warburton a écrit:
: bide: : mur: : shock:
"Qui sème le vent, récolte la tempête"... mais c'était bien là (semble-t-il) le but recherché...
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Lun 06 Avr 2015, 23:34

bonjour
compris. prochain sujet: le botulisme selon bhl… Mr.Red
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Mar 07 Avr 2015, 17:55

merci à bleu marine pour ses éclaircissements thumright
avec un minimum de connaissances en physique, on comprend le principe général, après, il doit etre vrai que meme en connaissance de cause, construire un carène idéale ou faire les calculs qui vont avec (et les interpréter), c'est pas un sport de masse Wink

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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Mar 07 Avr 2015, 23:38

à qui le dites vous ! moi, je n'y ai rien compris… .
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Mer 08 Avr 2015, 12:19

Bonjour,

Une dernière tentative pour remédier à la frustration de Warburton ? Confused

Dessiner les meilleures formes de carène possibles préoccupait les architectes navals depuis l'origine du métier. Avec l'avènement de la vapeur, le choix de la bonne puissance propulsive à installer pour obtenir la vitesse souhaitée devint crucial.

William Froude était persuadé de l'intérêt des essais sur modèles réduits. Après des premières tentatives en rivière, il obtint de l'Amirauté des crédits pour la construction à Torquay d'un bassin de grandes dimensions (longueur 85 m).



En recherchant à reproduire le même système de vagues autour d'un modèle à l'échelle 1/n qu'autour du navire réel à la vitesse V, il observa qu'il devait remorquer son modèle non pas à la vitesse V/n mais à V/racine(n).

Ex. : vitesse V du réel 10 noeuds
échelle du modèle 1/25è
vitesse à appliquer au modèle : 10/(racine 25) = 10/5 = 2 noeuds
et non 10/25 = 0,4 noeud

Il eut également l'intuition que, dans ces conditions, la résistance à l'avancement de son modèle (= la force nécessaire pour le remorquer à vitesse constante), par tonne de déplacement, serait identique à celle du réel. Il confirma ces intuitions en réalisant des mesures sur des modèles à différentes échelles de la même carène.

Les grands noms de l'architecture navale britannique s'élevèrent contre ces "gentilles petites expériences amusantes" qui gaspillaient l'argent de l'Amirauté.

Celle-ci demanda à Froude de réaliser un essai en vraie grandeur pour comparer la résistance à l'avancement de la corvette mixte HMS Greyhound (dépl. 1260 t, longueur 53 m) et celle de son modèle.



Froude prit nombre de précautions pour faire remorquer le Greyhound dans de bonnes conditions. Il utilisa notamment un tangon de 14 m pour écarter le Greyhoud du sillage du HMS Active qui le remorquait.



Le dépouillement des essais mit en évidence une excellente corrélation entre les résultats du modèle et du réel.



Froude attribua, à juste titre, l'écart résiduel entre les résultats, de l'ordre de 10%, à la résistance de frottement. Il tira également de ces essais d'intéressantes conclusions sur le rendement propulsif (rapport entre la résistance à l'avancement et la puissance motrice à mettre en oeuvre).

La validité des essais sur modèle - et celle de l'hypothèse de Froude - étaient démontrées et les grandes marines se dotèrent à leur tour de bassins de carènes. Notamment à Paris sous l'impulsion d'Emile Bertin.

En espérant que la boite cranienne et/ou le mur de Warburton survivront à la lecture... Mr.Red


Dernière édition par Bleu Marine le Mer 08 Avr 2015, 13:55, édité 2 fois
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MessageSujet: Re: théorème de Froude   Mer 08 Avr 2015, 13:44

bonjour Bleu Marine
merci pour ces explications. je comprends un peu mieux l'importance de la chose.
je ne suis pas très doué (euphémisme), pour les notions abstraites. Boulet
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