Aérodynamique automobile
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L' aérodynamique automobile concerne tous les phénomènes induits par l'écoulement de l'air lors du déplacement du véhicule :
- effets dynamiques :
- résistance à l'avancement, effets du vent latéral, effet de sol
- effets sonores.
Concernant la résistance à l'avancement, le paramètre essentiel est le Cx, coefficient de pénétration dans l’air. Ce coefficient de traînée est le rapport de l’effort nécessaire à maintenir l'objet dans un écoulement d’air par rapport à celui nécessaire pour le maintien d'une plaque de 1 m2. Le Cx seul n’est pas significatif, il est nécessaire de connaître aussi la surface projetée orthogonalement à la trajectoire : elle est appelée « surface frontale » ou « maître-couple ».
Un véhicule qui s'oppose à l'air fait, à son tour, subir une force à cet air ; l'équation fondamentale F = m.a permet de calculer cette force, avec
- ρair : masse volumique de l’air (1,205 kg/m3 à 0°C au niveau de la mer)
- S : maître-couple du véhicule
- Cx : coefficient de pénétration dans l’air
- V : vitesse de déplacement (en m/s)
- la masse d'air concernée est (à un coefficient caractéristique près) : <math>m = \rho_{air}\times S \times V \times T
</math>
- l'accélération est (à un autre coefficient caractéristique près) : <math>a = \frac{1}{2} \times \frac{V}{T} </math>
- la force est
<math>F = \frac{1}{2} \times \rho_{air}\times S \times C_x \times V^2</math>
Dans la littérature anglo-saxonne le coefficient Cx est désigné par Cd (drag).
La surface frontale du véhicule peut être obtenue par calcul sur plan et l'étude aérodynamique d'un prototype se fait conjointement par modélisation et mesures dans une soufflerie adaptée.
