Calculateur de Force de Traînée (F_D = ½·ρ·v²·C_D·A) | Outil en ligne gratuit | Elysia Tools
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Calculateur de Force de Traînée (F_D = ½·ρ·v²·C_D·A)
Calcule la force de traînée d'un corps dans un écoulement fluide : F_D=½·ρ·v²·C_D·A (N), où ρ est la masse volumique du fluide, v la vitesse de l'écoulement, C_D le coefficient de traînée (dépend de la forme et de Re) et A la surface de référence (projection frontale). Bibliothèque de C_D typiques (Re élevé) : sphère 0,47, hémisphère 0,42, cylindre long 0,81, disque/plaque 1,17, cube 1,05, profil aérodynamique 0,04, ellipsoïde aérodynamique long 0,07, cône 0,50 ; ou « Personnalisé » pour saisir un C_D. Avec la viscosité dynamique μ et la longueur caractéristique L, on calcule le nombre de Reynolds Re=ρ·v·L/μ et la puissance dissipée P=F_D·v (W). Masse volumique en kg/m³/g/cm³, vitesse en m/s/km/h, surface en m²/cm²/mm², longueur en m/cm/mm.
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Points clés
Catégorie
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Types d’entrée
select, number
Type de sortie
json
Exemples associés
4
API disponible
Oui
Aperçu
Ce calculateur de force de traînée applique la formule F_D = ½·ρ·v²·C_D·A pour estimer la résistance d’un corps dans un écoulement fluide. Il calcule aussi la puissance dissipée P = F_D·v et, si la viscosité dynamique et la longueur caractéristique sont renseignées, le nombre de Reynolds Re.
Quand l’utiliser
Estimer la traînée aérodynamique ou hydrodynamique d’un objet.
Comparer l’effet de la forme, de la vitesse, de la masse volumique ou de la surface frontale.
Calculer le nombre de Reynolds et la puissance dissipée lorsque μ et L sont disponibles.
Fonctionnement
1Sélectionnez une forme pour utiliser un coefficient C_D typique, ou choisissez « Personnalisé » et saisissez votre valeur.
2Renseignez la masse volumique du fluide, la vitesse de l’écoulement et la surface de référence frontale.
3Choisissez les unités adaptées pour la masse volumique, la vitesse et la surface.
4Ajoutez éventuellement la viscosité dynamique μ et la longueur caractéristique L pour obtenir Re.
Cas d’usage
Dimensionnement préliminaire d’un objet exposé à l’air ou à l’eau.
Étude comparative de formes comme une sphère, un disque, un cube ou un profil aérodynamique.
Exercices de mécanique des fluides portant sur la traînée, le coefficient C_D et le nombre de Reynolds.
Exemples
1. Sphère dans l’air à 20 m/s
Étudiant en mécanique des fluides
Contexte
Une sphère de 1 m² de surface frontale se déplace dans l’air à 20 m/s.
Problème
Déterminer la force de traînée et la puissance dissipée avec les propriétés usuelles de l’air.
Utilisation
Sélectionnez « Sphère », puis saisissez C_D = 0,47, ρ = 1,225 kg/m³, v = 20 m/s et A = 1 m².
Forme : Sphère ; C_D : 0,47 ; masse volumique : 1,225 kg/m³ ; vitesse : 20 m/s ; surface : 1 m².
Résultat
La force de traînée est d’environ 115,15 N et la puissance dissipée atteint environ 2 303 W.
2. Sphère dans l’eau avec calcul du nombre de Reynolds
Ingénieur en hydraulique
Contexte
Une sphère de 0,1 m² de surface frontale est soumise à un écoulement d’eau à 2 m/s.
Problème
Calculer la traînée, la puissance dissipée et le nombre de Reynolds à partir de la viscosité et de la longueur caractéristiques.
Utilisation
Sélectionnez « Sphère », puis indiquez C_D = 0,47, ρ = 1 000 kg/m³, v = 2 m/s, A = 0,1 m², μ = 0,001 Pa·s et L = 0,5 m.
FAQ
Quelle formule le calculateur utilise-t-il ?
Il utilise F_D = ½·ρ·v²·C_D·A, avec un résultat de force en newtons.
Quel coefficient de traînée choisir ?
Sélectionnez une forme pour obtenir une valeur typique à Re élevé, ou choisissez « Personnalisé » pour saisir votre propre C_D.
Qu’est-ce que la surface de référence A ?
Il s’agit de la surface projetée frontale du corps par rapport à la direction de l’écoulement.
Le nombre de Reynolds est-il toujours calculé ?
Non. Il est calculé uniquement si la viscosité dynamique μ et la longueur caractéristique L sont toutes deux renseignées.
Quels résultats sont fournis ?
Le calculateur fournit la force de traînée, la puissance dissipée et, si possible, le nombre de Reynolds dans un résultat JSON.