Modélisation de l'écoulement d'un fluide

Doc. 1

Forces exercées par l'hélice Pour le Seawise Giant, l'hélice mesure d = 6 m de diamètre et est située à 10 m de profondeur. Les deux forces mises en jeu concernant son mouvement sont :
F_{\text {propulsion }}=K \cdot \rho \cdot \varOmega^{2} et F_{\text {trainée }}=\alpha \cdot \rho \cdot v^{2}

Doc. 2

Diagramme de phase de l'eau

Doc. 3

Cavitation La cavitation est un phénomène très dangereux pour les solides dans un écoulement. Elle peut entraîner des dégâts très importants sur des structures en acier ou en béton.

Elle est caractérisée par l'apparition de bulles de gaz dans l'écoulement, qui s'accompagne d'ondes de choc très violentes. Ce sont ces ondes qui sont suffisamment intenses pour ronger l'acier.

La cavitation est un changement d'état local. L'eau se vaporise et est transformée en gaz. Contrairement à l'ébullition habituelle, dans une casserole par exemple, ce n'est pas l'élévation de température qui provoque le changement d'état, mais une baisse de la pression. L'eau bout à une température plus faible en altitude, c'est-à-dire lorsque la pression baisse. Lorsque la pression baisse encore plus, l'eau se vaporise à température ambiante.

Sur les hélices de bateau, la partie extérieure de l'hélice est celle qui se déplace le plus vite, c'est donc là que la cavitation se déclenche le plus facilement.

Doc. 4

Dégâts de cavitation sur une hélice