Explication simple de la pression statique et dynamique?
D'après ce que je comprends, la pression statique n'est que la pression de l'air immobile et agit perpendiculairement au flux d'air et à la surface. Un avion ressentira une pression statique, qu'il soit en mouvement ou non. S'il y avait un flux d'air circulant dans un tuyau, la pression statique est la pression exercée sur les parois du tuyau.
D'autre part, la pression dynamique est la pression qui résulte du mouvement de l'air, ou de son énergie cinétique. Il agit parallèlement au flux d'air. Serait-il approprié de dire que la pression dynamique est la pression exercée sur le côté au vent d'une plaque plate dans le tuyau comme ceci:
Si cette illustration est correcte, cela signifie-t-il que la pression dynamique maximale est ressentie par une surface lorsqu'elle est perpendiculaire à l'écoulement?
Réponses
La pression statique est exactement comme vous la décrivez.
La pression dynamique n'est pas nécessairement la pression exercée sur votre assiette. Il est donné par la même formule que l'énergie cinétique
1/2 * masse * vitesse ^ 2
sauf qu'au lieu de «masse», nous utilisons «densité».
La pression réelle du mouvement sur votre assiette est donnée en utilisant un nombre appelé coefficient de pression , qui est juste la proportion de la pression dynamique que votre assiette ressent réellement . Ainsi, la pression réelle que ressent votre assiette est donnée par:
Pression = Coefficient de pression * Pression dynamique + Pression statique
Votre plaque pourrait avoir un coefficient de pression proche de un, auquel cas vous pourriez subir une pression quasi dynamique (+ statique bien sûr). Un corps très profilé peut avoir un coefficient de pression très faible, auquel cas la pression réelle subie est inférieure.
Et, en jetant un autre regard sur votre exemple de pression statique, si vous fermez une vanne et arrêtez le débit, la pression poussant vers l'extérieur sur le tuyau sera égale à la pression statique + pression dynamique.
(Oui, le coefficient de pression est lié au coefficient de traînée)
La pression statique est une force par unité de surface due au mouvement moléculaire du fluide conduisant à des collisions statistiques avec son environnement (un solide submergé ou un autre fluide par exemple). La pression donne une information sur l'état du fluide (au sens thermodynamique) et est une «mesure» de la force appliquée par les molécules dans leur ensemble. Wikipédia pourrait être utile à ce sujet.
La pression dynamique est un terme un peu déroutant car il s'agit de l'énergie cinétique d'une parcelle fluide (une unité de volume). Cette parcelle a différentes formes d'énergie (interne, pression, potentiel) et celle-ci est de l'énergie due à son mouvement. Mais ce n'est pas du tout une pression et n'agit pas sur le solide. Cependant, les perturbations créées par le corps (la plaque plate sur la photo) ralentiront le flux devant, augmentant la pression près des surfaces. Mais c'est toujours cette différence de pression entre l'avant et l'arrière qui est «ressentie» par le plateau.
En fait, je pense que c'est la raison pour laquelle nous l'appelons pression dynamique . C'est une forme d'énergie (connue sous le nom d'énergie cinétique) qui se transforme facilement en pression (ou inversement en pression changeant en énergie cinétique) pendant le processus de dynamique des fluides: la traînée et la portance sont créées comme ça sur un écoulement autour d'un corps, le gaz se dilatant à l'intérieur du moteur à réaction buse pour la génération de poussée, etc.