La ventilation

Un autre phénomène hydrodynamique ennuyeux pour les bateaux rapides est la « ventilation ».

A ne pas confondre avec la cavitation, ce phénomène est également lié à la dépression causée à la surface supérieure d’un foil, mais aussi à l’arrière de tout profil se déplaçant juste sous la surface de l’eau.

Si la dépression descend en dessous de la pression atmosphérique, l’air est « aspiré » vers le bas et cause un « trou dans l’eau ». Outre un sillage plus important, ce phénomène cause surtout une perte d’efficacité du foil, particulièrement désagréable autour du safran d’un gouvernail : le bateau ne peut plus être dirigé correctement.

Pour contrecarrer cet effet, les foils sont munis de « fences », petites plaques horizontales destinées à limiter la zone de basse pression vers le haut.

Les bateaux à moteur sont également souvent dotés de plaques horizontales au dessus des hélices, baptisées à tort « plaques anti-cavitation ». En fait elles évitent la ventilation qui pourrait être causée par l’hélice.

Publicités

12 Responses to La ventilation

  1. […] Cette “simulation de l’écoulement à 52 noeuds” autour du foil au vent de l’Hydroptère est calculée par un code CFD “diphasique” (Fluent je présume?) qui simule à la fois l’eau et l’air. On voit que la dépression sur le dos du foil creuse la surface verte de l’eau, formant la cavité en bleu, marquées par les courbes de niveau noires. C’est donc une simulation de la ventilation. […]

  2. […] l’absence totale de “fences” anti-ventilation (il y en avait 4 sur chacun des foils précédents) : ça revient à accepter qu’il y ait de […]

  3. nick decarli dit :

    Salut les gens,

    J’ai un problème de octobre 2009, Mon foils (safran et dérive) sur mon nouveaux bateaux (moth bladerider x8 boat) vont ventiler… je crois …

    J’ai aucune idée pourquoi, mais le problème plus grand c’est, quelles sont des possibles solutions pour résolve le problème ??

    C’est possible pour la température de eau ? donc en Hiver… c’est très froid ?

    Des petites notes : quand je vais réguler le bateaux pour voler « high » c’est impossible a le gérer… le safran va faire des bruit comme si érode dans l’eau… et la dernier fois, aussi la dérive a fait des bruit dans l’eau… et le bateaux est tombée vite en avant…
    Si je vais voler « low » sa fonctionne, mais âpres une vitesse de 11-13 nœuds le safran vais a faire le même jeux…

    Est’ ce que vous avez des bonne conseilles ? Merci beaucoup et je m’excuse pour mon français… 

  4. Ziegert dit :

    Dans un premier temps, il faut poncer les appendices au papier de verre 800 / 1000 dans le sens de l’écoulement de l’eau !!

    Puis si le problème persiste, ajouter éventuellement des fences.

    Trop de déséquilibre entre l’avant et l’arrière peut aussi induire de la ventilation. (soit trop de quète avant ou arrière).

    Il faut s’assurer que le problème ne vient pas d’un mauvais réglage du palpeur avec des angles trop important. Pour un décollage, l’angle maximum du flap se situe aux alentours de 4 à 6°.
    Si la portance arrière est trop grande, elle peut aussi induire de la ventilation.

    Bref, faut que le bateau navigue bien avant d’opter pour des solutions radicales.

    L’eau froide n’aide pas vraiment !

    • Dr. Goulu dit :

      Merci Jean-Pierre pour cette réponse rapide et complète. Je n’ai (évidemment) rien à ajouter, à part que je ne crois pas vraiment à l’influence de la température de l’eau. La thermique n’intervient pas dans la ventilation ni dans la cavitation, ce sont des problèmes liés à la pression. On pourrait imaginer que la densité de l’eau joue un rôle, mais elle ne varie que très peu avec la température. Selon http://www.atomer.fr/1/1-densite-eau.html la densité ne varie que de 0.05% entre 20° et 10° C …

      A part ça la video de nick vaut le coup d’oeil, alors je la copie ici :

      Pour ceux qui capiscent l’italiano, son blog est chouette aussi : http://www.mothteamticino.wordpress.com/

  5. Bonsoir,

    Je ne comprends pas, sur un Moth, l’intérêt technique de décaler vers l’arrière le safran/foil.

    Autant je vois plusieurs avantages à faire ça sur un Moth archimédien, autant dans le cas d’un foiler je voudrais bien une explication.

    merci d’avance,

    GG

  6. nick decarli dit :

    le video c’est du jean pierre 🙂
    mais chez moi c’est la meme chose

    Grazie 🙂

  7. xav dit :

    le plan horizontal arriere (« profondeur » ou « stabilisateur » par analogie avec l’aeronautique) a pour role non pas de porter le bateau, mais de le stabiliser.

    le poids est repris par l’aile principale (comme sur un avion), mais celle ci a la tres facheuse tendance a induire un « couple piqueur » (couple qui fait basculer vers l’avant le bateau ou l’avion). de plus la valeure de ce couple dépend de l’incidence du profil (variation du centre de poussee et de la portance).
    il faut donc reprendre ce couple piqueur, soit en utilisant une profondeur a portance négative (« vers le bas »); soit en centrant les masses très en arrière, dans ce cas le profondeur pourra être légérement porteuse.

    on en vient donc a l’intérêt technique d »augmenter la distance foil-safran: puisqu’il faut reprendre un couple C via un effort F avec un bras de levier L, avec C=FxL, plus L augmente et plus F peut etre faible. Plus F safran est faible (la portance développée par la profondeur), plus la trainée du safran pourra être faible.

    Il y a toutefois des limitation à l’exces de L:
    -la jauge
    -le poids (plus L grand, plus la structure pèse)
    -la rigidité (pour être efficace, il faut que la profondeur soit très rigidement liée au foil principal, si trop souple le tout va commencer a osciller et rentrer en resonance)
    -la suface mouillee (plus L est grand…c’est surtout vrai sur un avion ou le fuselage produit une part importante de la trainee)

  8. xav dit :

    pour la vapeur saturante :

    d’apres le tableau visible sur wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_de_vapeur_saturante, la pression de vap saturante dépend de la t° (8,72 mbar à 5° ; 23,4 mbar à 20°). la pression de vapeur saturante étant la pression min acceptable sur le foil, je pense que la cavitation dépend fortement de la t° de la flotte. (la cavitation hein, pas la ventilation).

    j’avais fait ainsi avec les 2 données un calcul rapide (règle de 3…) qui dans me souvenir indiquait que pour un foil cavitant a 50nds a 20°, il pouvait monter a plus de 60nds dans une eau a 3°…de là à penser qu’un record serait jouable dans des eaux antarctiques, béneficiant de vents catbatiques tres forts (+300km/h, 150nds) et de la banquise comme barrière anti clapot, il n’y a qu’un pas, que la logistique se refusera de franchir!

  9. xav dit :

    pour nick : il peut essayer de faire varier le calage (différence d’angles d’incidence des deux foils

    ou

    il peut essayer de faire varier le centrage (se tenir plus sur l’avant fera diminuer la charge ailaire du foil du safran, donc sa ventilation)

  10. gurval dit :

    Veuillez excuser mon esprit rotor, mais dans cette vidéo on voit bien que la cavitation/ventillation de la partie horizontale est fortement induit par la partie verticale. Le differentielle de pression ne peut pas être isolé, sur un foil traversant à 45° c’est plus simple mais avec un structure en T c’est une autre histoire…

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

%d blogueurs aiment cette page :