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Théophile Costes Cécile Trapp Battistella Enzo |
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Accueil |
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Introduction |
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Expérience |
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Résultats expérimentaux |
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Interprétation |
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Algorithme |
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Algorithme ( algobox ) |
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Conclusion |
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Lexique |
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Sources |
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Livre d'or |
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Introduction |
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Les matières de notre TPE sont les mathématiques et les sciences-physiques. Notre première idée était d'étudier la résistance des bâtiments hors normes aux vents. Pour cela il fallait construire des maquettes à l'échelle et prendre en compte de nombreux paramètres. Cela aurait été trop compliqué pour le matériel, les moyens et le temps dont nous disposions. Ensuite nous nous sommes orientés vers la résistance des bâtiments hors normes aux séismes. Nous avons abandonné l'idée car les expériences était trop compliquées à réaliser. Finalement nous sommes revenus à l'étude du vent et avons décidés d'étudier quels étaient les paramètres influençant la force qu'il exerce sur un objet. Ainsi, après des recherches sur internet, nous avons trouvé la relation F= 1/2 x S x v² x Cx x ρ permettant de déterminer la force exercée par le vent sur un objet. On peut y voir qu'elle dépend de la surface de l'objet en m² (S), du carré de la vitesse du vent en m/s (v²), de la masse volumique de l'air en kg/m3 (ρ) et du coefficient de traînée de l'objet (Cx). Ce dernier est caractéristique d'une forme et représente la résistance qu'elle oppose à l'écoulement de l'air. Plus sa valeur est importante plus la résistance sera grande. Il convient tout de même de signaler que cette relation n'est valable que pour un régime d'écoulement de l'air turbulent. Le régime d'écoulement d'un fluide est défini par rapport au nombre de Reynolds, c'est un nombre sans dimension que l'on obtient en utilisant le calcul Re = (v x L) / h avec v la vitesse du fluide ici le vent en m/s, L la grandeur caractéristique du solide ( le diamètre en m pour un cylindre, l'aire en m² pour un parallélépipède. . . ) et h la viscosité de l'air en pascal seconde Pa.s. La viscosité caractérise le fait que tout changement de forme d’un fluide s'accompagne d'une résistance (frottements). Il existe 3 régimes différents :
- le régime laminaire lorsque le nombre de Reynolds est inférieur à 2000, la viscosité est alors prépondérante
- le régime turbulent lorsque le nombre de Reynolds est supérieur à 3000, la viscosité est alors négligeable, elle n'assure plus la cohésion du fluide d'où la création de tourbillons en aval de l'objet
- le régime transitoire lorsque le nombre de Reynolds est compris entre 2000 et 3000, Nous avons ensuite cherché une expérience afin de vérifier cette relation.
Nous avons ensuite cherché une expérience afin de vérifier la relation caractérisant la force du vent. |
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