Transcription de la vidéo
La figure suivante montre la direction de l’écoulement d’un fluide sur un obstacle. Dans laquelle des zones indiquées, le cas échéant, y a-t-il un écoulement turbulent ? (A) zone 1 uniquement, (B) zone 2 uniquement, (C) zone 3 uniquement, (D) toutes les zones représentées, (E) aucune des zones représentées.
En étudiant cet exemple d’écoulement de fluide, nous voulons choisir laquelle de ces quatre zones, le cas échéant, présente un écoulement turbulent. L’idée est qu’il existe un fluide qui s’écoule dont le mouvement est représenté par ces lignes de courant. Et comme ce fluide coule de gauche à droite, il passe par cet obstacle. La zone 1, nous le voyons, est juste en amont de l’obstacle, la zone 2 est à l’obstacle, la zone 3 est juste en aval de celui-ci et la zone 4 est plus en aval.
Pour déterminer laquelle de ces zones, le cas échéant, nous montre un écoulement turbulent, rappelons que la turbulence provient du frottement entre les couches adjacentes de fluide qui s’écoule. Dans une situation d’écoulement fluide ou laminaire, ces couches restent séparées les unes des autres. Cependant, si le frottement entre eux est suffisamment important, les couches commencent à se mélanger. Ce mélange est un signe de turbulence. Si nous regardons les lignes de courant dans notre schéma, nous voyons qu’à aucun moment le fluide qui coule dans une couche donnée, disons celle-ci ici, ne se mélange avec le fluide qui coule dans les couches adjacentes. Peu importe la couche que nous choisissons et laquelle des zones, parmi les quatre, nous choisissons, nous ne voyons aucun signe de mélange des couches de fluide adjacentes. Même si ces couches sont dérivées en raison de l’obstacle, elles restent intactes et ne se mélangent pas les unes aux autres.
S’il y avait un écoulement turbulent dans l’une de ces quatre zones, cela serait mis en évidence par quelque chose comme ce que nous voyons ici. Les lignes de courant, que nous pouvons prendre comme limites entre des couches de fluide adjacentes, seraient perturbées et ne suivraient pas un modèle d’écoulement fluide de gauche à droite. Parce que nous ne voyons cela nulle part dans notre schéma, nous ne pouvons pas dire que nous voyons les signes d’un écoulement turbulent. Pour notre réponse, nous choisirons l’option (E). Dans aucune des zones illustrées, nous ne voyons un signe d’écoulement turbulent.