Perte aérodynamique VM ouvert dessous

Dans le vélomobile tu as plein de temps pour penser à plein de choses, vu que tu roules quand même bien moins vite qu'une auto et que du coup tu es pas la à guetter le moindre danger .... encore que 40 km/h c'est pas mal ...


Bon c'est pas tout ça, je me demandais quelle est la perte dans le cas d'un caréné qui n'est pas fermé dessous. De type par exemple tricycle + carosserie rajoutée.

Parece que vers 40 km/h si j'enlève le couvercle, je perds quasi 4/5 km/h ce qui est déjà beaucoup.

Avez-vous une idée ?
Je me demandais quelle est la dynamique de l'air quand le dessous est ouvert versus le dessus ouvert.
Y-a-t-il des spécialistes de l'aérodynamique sur ce site ?

Je dois admettre que vu que je roule dans mon Mango à Montpellier, mon grand plaisir est d'abord l'efficacité de cet engin et dans un second temps seulement la protection contre les intempéries.
Cette remarque est importante pour comprendre ma question.

On oscille selon les utilisateurs entre ces deux atouts. J'habiterai un pays de pluie, je fixerai peut-être moins sur la vitesse de parcours.

Pilote quotidien de Mango (5300 km en 12 mois)

Je n'ai pas de réponse à apporter, mais peut-être un élément de réflexion : peut-être que les 2 ouvertures ont une interaction entre elles. Si tu fermes l'ouverture supérieure, l'air ne circule plus à l'intérieur, et du coup la pression de l'air à l'intérieur joue peut-être un rôle de bouchon sur l'ouverture inférieure. Auquel cas, fermer l'ouverture inférieure ne changerait pas grand chose.

En tout cas ce serait bien, parce que cette ouverture me semble personnellement assez utile pour les marches arrières... Peut-être que comme toi, avec l'habitude, je ne l'utiliserai plus trop...

L'aérodynamique de la partie inférieure du vélomobile est très importante... mais loin d'être simple... Les interactions entre les roues, le sol sont source d'écoulement turbulent... Cela mériterait des études en soufflerie afin de déterminer le meilleur carenage possible... afin de conserver autant que faire se peut un écoulement laminaire...

Une piste à explorer: le dessin des carenages de roues sur avion léger à train fixe (exemple avions Robin...) et les travaux de recherche sur le dessous des formules un...
On pourrait même imaginer un profil qui créerait une certaine portance pour alléger le velomobile à grande vitesse...

je suis en école d'ingé aéronautique, et je vous confirme que le carénage s'il n'est pas fermé dessous est un gros parachute.
si vous ne voulez pas fermer le dessous, je ne saurais trop vous suggérer de vous débrouiller pour qu'un maximum de l'écoulement du dessous soit défléchi sur les côtés, histoire qu'il remonte par les flancs au lieu d'aller se caller dans la pointe arrière.
la meilleure forme à adopter serait celle d'un flotteur d'hydravion. une pseudo quille pour séparer les flux, et un redant (derrière le siège) pour créer un écoulement turbulent décollé et éviter que les laminas viennent se prendre dans l'espace pointe/roue arrière...

je vais creuser un peu l'idée et vous soumettre une forme qui pourrait se greffer sous une VM de type mango.

PS: c'est pire si le dessous est ouvert et le dessus fermé. l'air en surpression ne fait pas bouchon, il crée des turbulences très importantes. et l'idée de laisser une entrée dessous et une sortie dessus n'est valable que si la surface de la sortie est égale ou supérieure à celle de l'entrée, ET que l'écoulement interne est très bien étudié... en gros, c'est mort!
inspirez vous des carrosseries des voitures du shel éco marathon. (ca serait marrant d'aller les taquiner un peu avec une VM ceux là... un litre de carbu? ok, 1L de soupe avant de partir, à jeun depuis la veille, et on voit qui fait le plus de km, et à quelle vitesse moyenne...)

Merci Pollux.

Sur un sujet proche, je me demande si un "bec", à la manière des petits saute vent sur certaines motos, pourrait permettre un gain sur un low racer. Il faudra que je fasse un dessin, mais je pense à quelque chose de pointu, englobbant tout juste les pédales.

A ton avis?

M(athieu)

Oh ben non M,

maintenant que j'ai un 11 dents, tu vas pas jouer sur l'aérodynamisme de ton LR ??

Guilhem a écrit:

En tout cas ce serait bien, parce que cette ouverture me semble personnellement assez utile pour les marches arrières... Peut-être que comme toi, avec l'habitude, je ne l'utiliserai plus trop...

Je ne m'en sers jamais pour deux raisons:
1) je n'ai pas fermé le capot et je peux donc me saisir des roues avant pour les faire tourner
2) Dans 90 % des cas de figure, j'ai besoin de faire marche arrière dans une zone qui propose une rampe, une pente légère quelconque et je joue donc simplement avec la pente pour faire ma marche arrière. C'est très rare que le sol soit vraimet plat et comme le Mango roule très bien, il glisse avec un chouia de pente, d'ailleurs il faut penser à mettre le frein à main tout le temps !

aragomax a écrit:

Une piste à explorer: le dessin des carenages de roues sur avion léger à train fixe (exemple avions Robin...) et les travaux de recherche sur le dessous des formules un...
On pourrait même imaginer un profil qui créerait une certaine portance pour alléger le velomobile à grande vitesse...

je ne suis pas sûr que comparer un vélomobile qui roule à 40 avec des engins qui roulent ou volent dans des conditions si éloignées soit très adapté... Mais bon pourquoi pas. Quand à la dernière proposition, merci de redescendre des nuages (dans lesquels ne volent pas les avions à effet de sol) ...
Un aérodynamicien (joli nom) néophyte sait que l'effet de sol est fonction de la vitesse, de la masse, de la surface en jeu et l'espace résiduel entre le profil "en surpression" et le sol. Bon la je parle de ce que je ne connais pas mais les Russes s'étaient spécialisés là dedans pour leurs grands lacs, infos dispo sur le oueb.
J'imagine que pour faire un effet de sol à 40 km/h il doit falloir une très très fine épaisseur d'air, alléger considérablement le VM, virer le pilote car trp lourd, augmenter la surface... Ca doit exister un effet de sol à 40 km/h mais pour 100 kg la surface requise doit être considérable )

Aller, je suis bon joueur, donnez un oeil à ça: http://www.magtube.com/index.php/the_solution/urban_magtube
Un vélomobile sur coussin magnétique ou comment marrier le low tech et le higt tech.
Il y a même mieux c'est de mettre tout ça dans un tube sous vide et a force musculaire devient suffisante pour avancer à des vitesses colossales vu que ls frottements sont réduits !

bon, les gens, va falloir redescendre un peu sur Terre... un véhicule que l'on allège perd beaucoup d'adhérence... les virages vont se foutre de votre gueule quand vous serez dans le fossé. et moi aussi.

Ness a écrit:

aragomax a écrit:

On pourrait même imaginer un profil qui créerait une certaine portance pour alléger le velomobile à grande vitesse...

Quand à la dernière proposition, merci de redescendre des nuages (dans lesquels ne volent pas les avions à effet de sol) ...

Au temps pour moi... j'aurais dû employer une "émoticone" pour signaler que l'allègement du vélomobile devait être compris au "second degré"...

aragomax a écrit:

Ness a écrit:

aragomax a écrit:

On pourrait même imaginer un profil qui créerait une certaine portance pour alléger le velomobile à grande vitesse...

Quand à la dernière proposition, merci de redescendre des nuages (dans lesquels ne volent pas les avions à effet de sol) ...

Au temps pour moi... j'aurais dû employer une "émoticone" pour signaler que l'allègement du vélomobile devait être compris au "second degré"...

autant pour le second degré ) vu le temps qu'il fait on en est pas loin !

Pour les trous dessous, un VM (sais plus lequel...) a des "clapets" sur velcro pour fermer les trous des pieds. Si l'on pousse dessus ça s'ouvre, et on le remet avant de repartir. Ca doit peser au moins 150 grammes !
Pollux, du tissu ferait l'affaire ou cela est négligeable?

nan, le tissus est impec. de la bonne vieille toile de cerf-volant montée sur un cadre et faisant un clapet avec des ressorts et un blocage en position ouverte, la gachette étant accessible au pied pour déclencher la fermeture, et le tour est joué.
vous avez rien compris? c'est normal.

l'important, c'est que le tissus soit bien imperméable, lisse, et que le raccord avec le carénage du VM soit le plus lisse possible.

sinon, on peut toujours utiliser ces clapets pour le refroidissement, il en faut de toutes facons. mais il faut veiller à les travailer pour obtenir des entrées d'air profilées (documentez vous sur le entrées d'air NACA (NACA inlets))
et il faut impérativement faire une sortie, de préférence dessus, profilée aussi, et ayant une section d'environ 1.2 à 1.5 fois la section totale des entrées.

Ah, les NACA, c'est super beau... Plein de voitures ayant peuplé ma tendre enfance avaient ça.. Lambo Countach entre autres.
Un américain a équipé son VM juste devant le pare-brise pour éviter la buée tout en assurant la ventilation.
Il roule par -5°C sans avoir froid ni transpirer.

avez vous des photos sous l'coudes ?

http://www.aircraftspruce.com/catalog/appages/airinletkits.php
http://www.wicksaircraft.com/catalog/product_cat.php/subid=12/index.html

Et le VM en question:
http://www.wisil.recumbents.com/wisil/nacaduct/naca-duct.htm

merci CP

...de toutes les facons il faut une entree d'air pour le moteur

Désolé si ce n'est pas le sujet le plus adéquate mais c'est ici que j'ai trouvé les réponses les plus proches.

Considérant qu'il y a forcément des entrées d'air, simples trous, fuites ou NACA, ne serait-ce que pour respirer (en dehors des systèmes masques/tuyaux de record), faut-il vraiment prévoir une évacuation de cet air entrant (hormis pour "aérer", diminuer l'hygrométrie et l'éventuelle odeur de sueur) à l'arrière du carénage?
Je précise: beaucoup de vélos carénés, que ce soient les semi carénés comme le razzfazz de Hans wessels ou les vélomobiles, ont des trous plus ou moins gros et nombreux à l'arrière (cf "trous dans la queue" effrayant Magnum) pour évacuer l'air entrant dans la carénage, afin d'instinctivement éviter un effet parachute. Or la portance du parachute n'est à mon avis (j'ai arrêté la physique en term donc connaissances limitées mais j'adorais ça) pas due à l'air qui s'accumule dans le parachute mais à la dépression qui se crée au dessus du fait de l'accélération de l'air autour de son profil, l'air à l'intérieur est donc plus ou moins inerte sauf pour ceux qui font un trou dedans pour descendre plus vite. Ainsi, l'air entrant plus ou moins volontairement dans le carénage créée probablement une surpression à l'intérieur de l'habitacle qui limiterait les entrées d'air? J'ai lu plus haut que cette surpression crée aussi des turbulences à ses entrées (les trappes des pieds dans ce post), ce qui ne doit pas être le cas pour un NACA?
Et surtout, si on attrape le problème par la queue (le pauvre), le fait de prévoir l'évacuation de cet air par l'arrière ne crée-t-il pas un effet venturi qui aspire davantage l'air par les trous et fuites (en particulier les entrées par la roue arrière sur les semi carénés) ce qui peut-être avantageux pour la ventilation en VM mais mauvais pour l'aéro? J'ai lu aussi que la turbulence générée par la queue tronquée des quests permettrait de recoller les flux imparfaits sur nos machines, c'est un concept qui me laisse songeur mais peut-être surtout parce que je n'ai pas compris. Du coup la turbulence de l'effet venturi liée au trous dans la queue a-t-elle un effet positif, négatif ou neutre?

Je suis pas expert en aérodynamique mais bon je me lance :

- Pour la prise d'air style "NACA" elle est plus ou moins neutre dans le sens ou l'entrée de l'air n'est pas forcé .

- Pour ceux qui est des trous a l’arrière ils évitent la surpression mais assurent surtout l’écoulement de l'air entré par en force comme les trous pour l'éclairage pour un VM .

D'une manière générale tout ce qui entre doit pouvoir sortir .

Le Velox 3 a une prise d'air à l'avant est-ce que quelqu'un sait où s'écoule l'air? L'équipe de Delft doit avoir passé beaucoup de temps à déterminer la place la plus optimale pour évacuer l'air de la cabine.

Quelle que soit la prise d'air... l'air ne rentre que s'il peut sortir !   C'est donc la section de sortie qui calibre le débit d'air.

Pour la sortie d'air, afin de minimiser la trainée, il y a intérêt de la placer là où le flux d'air sortant ne va pas décoller l'écoulement autour de la carène. D'où l'avantage de la placer à l'arrière, là où justement tous les filets d'air sont obligés de se décoller de la carène.
Si on veut augmenter autant que possible le débit d'air, il faut alors viser une zone en dépression sur la carène (exemple: extrados pour un profil d'aile, turtle deck derrière la canopy) On se rapproche en ce cas de "l'effet venturi" évoqué plus haut sur ce fil.

Pour l'entrée d'air, la trainée est minimisée si on ne perturbe pas l'écoulement, d'où l'avantage du "point d'arrêt", là où les "filets d'air" se séparent de toute façon, pour contourner la carène (le bout du nez du VM).  
On a en prime l'avantage de la pression dynamique (l'effet de pression liée à la vitesse du VM) pour augmenter le débit (autant que peut l'admettre la perte de charge de l'écoulement dans le VM et le trou d'évacuation)
Sinon la prise NACA a l'avantage de minimiser la perturbation de l'écoulement.

Dans tous les cas, le débit d'air qui traverse le VM, crée une force de trainée antagoniste à l'avancement (comparable à la trainée de refroidissement d'un avion)

Bref tout ceci concerne surtout les Velox et Varna qui visent un record de vitesse, alors que le VM lambda se demande lui comment se ventiler en montée, lorsque sa vitesse chute à moins de 10 km/h...

Edit : une règle simple "de plombier", mais parfois oubliée = l'écoulement ne peut se faire que si la pression à l'entrée est supérieure à la sortie.

PatsyGarett a écrit:

Bref tout ceci concerne surtout les Velox et Varna qui visent un record de vitesse, alors que le VM lambda se demande lui comment se ventiler en montée, lorsque sa vitesse chute à moins de 10 km/h...

Je ne suis pas d'accord avec ceci. Le vélomobiliste qui roule en été doit faire entrer l'air dans l'habitacle et doit se refroidir non seulement à 10km/h en montée mais aussi à 40km/h sur le plat où il génère beaucoup de chaleur. S'il ouvre la visière à 40km/h il affectera sévèrement le flux d'air affectant grandement les performance alors que si il ouvre complètement la visière en montée à 10km/h, l'impact aérodynamique sera minime. On passe aussi plus de temps en vitesse de croisière qu'en montée.

Il serait donc important de voir où les Velox et autres vélomobile haute performance disposent de l'air comme tu le dit, il faut en disposer effectivement car ceci affecte la performance de l'apport d'air.

Les 2 articles suivants traitent de la ventilation des HPV, et donc du dimensionnement et du positionnement des entrées et sorties d'air:
http://www.hupi.org/HPeJ/0006/0006.htm
http://www.hupi.org/HPeJ/0002/ventilation2.pdf

Voir aussi ici: http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V2-I3-Picking-Up-Speed.pdf

Edit: ajout du 3e lien

Merci de vos réponses.

PatsyGarett a écrit:

l'air ne rentre que s'il peut sortir !   C'est donc la section de sortie qui calibre le débit d'air.

Donc quand on fait des trous à l'arrière d'un carénage, on diminue bien la vitesse du vélo dès lors qu'il y a au moins une entrée. C'est étonnant car si on prend l'exemple des semi carénés qui ne recherchent pas la ventilation, Hans wessels semblait avoir réfléchi avant de faire des trous énormes à l'arrière de sa pointe et il allait très vite à l'époque, certes en grande partie grâce à sa puissance, avec un carénage d'ailleurs grossier et un angle de siège très relevé. J'avais lu que les razz fazz s'étaient appuyés sur un traité d'aérodynamique appliqué au vélo couché pour conclure cela, le même qui conseille des queues tronquées (utiles pour la visibilité de l'arrière mais quid de l'aéro). Hélas, je n'ai pas retrouvé le lien. Le problème est un peu différent avec le semi caréné car:
1- on ne cherche aucune ventilation, ce qui exclue déjà un paramètre antagoniste
2- les entrées d'air se font essentiellement par la roue arrière en rotation, ce qui n'est pas le cas des VM dont les roues ont leur propre carénage. Instinctivement, les évacuations d'air dans la pointe du razz fazz devaient rechercher (à tort?) une moindre perturbation de l'écoulement de l'air brassé par la roue arrière. On peut d'ailleurs facilement caréner la roue arrière d'un semi caréné à la façon des pointes-coffres, c'est peut-être bien le cas des Birk comet qui sont eux aussi très efficaces, mais est-ce que le gain aéro vaut ce gain de poids (et de risque de frottement, problème de bruit du carénage en appui sur les bases, etc)? Dans la plupart des streamliners de battle moutain, les roues (même pas toujours pleines) ne sont pas carénées à l'intérieur du carénage (voir la vidéo sur véloX1 ci dessous), peut-être aussi pour brasser l'air confiné de l'engin mais c'est étonnant pour des machines sans compromis sur la performance. Si on considère que sans sortie d'air, il ne passe rien dans les entrées, aucun problème. Si on considère l'entrée d'air par la roue comme une trappe de pied d'un VM, l'entrée est aussi une sortie et génère de fortes perturbations, allez comprendre! Considèrent-ils le passage de roue comme suffisamment petit pour ne pas constituer une sortie? A lire les valeurs en cm2 des liens postés par Samural, j'en doute. L'entrée d'air dans le nez du veloX est un tuyau allant directement au pilote pour sa respiration comme le montre cette vidéo à 3:52, il n'a pourtant pas de masque sur les vidéos et je ne sais pas comment s'évacue l'air vicié du veloX.