le nombre de strouhal en mécanique des fluides un guide complet


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Comprendre-le-nombre-de-Strouhal-en-mécanique-des-fluides

Le-nombre-de-Strouhal-(St)-est-un-nombre-sans-dimension-qui-décrit-les-mécanismes-d'écoulement-oscillants.-Nommé-d'après-Vincenc-Strouhal,-le-nombre-de-Strouhal-est-essentiel-dans-l'étude-de-la-dynamique-des-fluides,-en-particulier-dans-des-phénomènes-tels-que-la-décrochage-de-vortex,-les-échangeurs-de-chaleur-et-la-conception-de-pales-de-turbines.-Le-nombre-de-Strouhal-est-donné-par-la-formule-:

St-=-fL-/-V

Ici,-f-est-la-fréquence-caractéristique-des-oscillations,-L-est-une-longueur-caractéristique-(comme-le-diamètre-d'un-cylindre),-et-V-est-la-vitesse-d'écoulement.-Le-nombre-de-Strouhal-résultant-est-sans-unité-et-fournit-un-aperçu-de-la-nature-de-l'écoulement-et-de-ses-caractéristiques-oscillatoires.

Décomposer-la-formule

Calculs-d'exemples

Considérez-un-cylindre-de-diamètre-L-=-0,05-mètres-dans-un-écoulement-de-fluide-avec-V-=-2-m/s,-et-la-fréquence-de-décrochage-des-vortex,-f-=-10-Hz-:

Le-nombre-de-Strouhal-est-calculé-comme-suit-:

St-=-(10-*-0,05)-/-2-=-0,25

Un-nombre-de-Strouhal-de-0,25-indique-une-dynamique-d'écoulement-oscillatoire,-courante-dans-les-structures-cylindriques-soumises-à-un-écoulement-de-fluide.

Applications-réelles

Le-nombre-de-Strouhal-est-particulièrement-utile-en-ingénierie-et-en-science-de-l'environnement.-Par-exemple,-les-rotors-d'hélicoptère,-les-ailes-d'avion-et-les-ingénieurs-en-ponts-doivent-tenir-compte-des-nombres-de-Strouhal-pour-éviter-les-effets-de-résonance-susceptibles-de-provoquer-une-défaillance-structurelle.-De-même,-les-animaux-aquatiques-comme-les-poissons-et-les-dauphins-ont-évolué-pour-maintenir-des-nombres-de-Strouhal-optimaux-pour-une-propulsion-efficace.

FAQs

Q-:-Quelle-est-la-plage-typique-des-nombres-de-Strouhal ?

A-:-Pour-le-décrochage-de-vortex-autour-d'un-cylindre-circulaire,-le-nombre-de-Strouhal-se-situe-généralement-entre-0,2-et-0,3.

Q-:-Comment-le-nombre-de-Strouhal-affecte-t-il-ma-conception-d'ingénierie ?

A-:-Lors-de-la-conception-de-structures-exposées-à-un-écoulement-de-fluide,-le-maintien-d'un-nombre-de-Strouhal-constant-permet-de-prédire-les-forces-oscillatoires,-ce-qui-aide-à-éviter-la-résonance-et-la-défaillance-structurelle.

Conclusion

Le-nombre-de-Strouhal-est-un-aspect-fondamental-de-la-mécanique-des-fluides-qui-influence-de-manière-significative-la-conception-et-l'analyse de divers systèmes d'ingénierie exposés à un écoulement de fluide. Comprendre son utilisation et ses implications peut aider à créer des conceptions plus efficaces et plus sûres.

Tags: dynamique des fluides, Ingénierie, Vortex Détachement