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Concept
Masse ajoutée
Résumé
La masse ajoutée (ou masse additive ou masse apparente additionnelle) est la quantité d’inertie intégrée à certaines modélisations du déplacement d'un corps dans un fluide pour rendre compte pleinement des accélérations ressenties par le fluide lors de sa mise en mouvement ou lors de l'interruption de ce mouvement.
En Mécanique des fluides stationnaire, cette masse ajoutée n'est plus à prendre en compte puisque le facteur temps n'intervient plus (les écoulements étant les mêmes à tous les instants) ou, ce qui est plus intuitif, parce que l'accélération des particules fluides en tout point donné est identique à chaque instant.
On peut prendre comme exemple le mouvement d'un pendule dans l'air, pendule simple qui serait constitué d'une sphère oscillant au bout du fil (fil supposé sans masse et de diamètre aérodynamiquement négligeable). L'étude de ce mouvement doit évidemment intégrer la masse du pendule ; mais elle doit aussi intégrer la masse de l'air qui est mise en mouvement puis freinée à chaque oscillation (si l'on n'est pas féru des lignes de courant autour de la sphère, on peut considérer la mise en mouvement de l'air qui se trouve devant cette sphère et lui fait obstacle en début d'oscillation, puis le freinage de l'air qui est derrière la sphère à la fin de l'oscillation).
La quantité d'air mis en mouvement lors de la mise en mouvement de la sphère et de son freinage est, ainsi que l'indique la mécanique des fluides, directement proportionnelle à son volume. Ceci explique que la masse ajoutée de ce corps s'exprimera en fonction de ce volume (ainsi, bien sûr, qu'en fonction de la Masse Volumique du fluide).
Selon la seconde loi de Newton, une force F appliquée à un corps de masse M lui communique une accélération telle que :
Cette loi suppose que le corps est dans le vide et elle s'applique approximativement s'il se trouve dans un fluide dont la masse volumique est faible par comparaison avec sa propre masse volumique.
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