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Concept
Nombre de Strouhal
Résumé
Le nombre de Strouhal est un nombre sans dimension décrivant les mécanismes de circulation oscillante.
Ce nombre porte le nom de Vincent Strouhal, physicien tchèque. Physiquement, il représente le rapport du temps d'advection et du temps caractéristique de l'instationnarité. Si , l'écoulement est dit quasi stationnaire.
En 1878, en étudiant les notes émises par un fil tendu soumis au vent, le physicien tchèque Vincent Strouhal fut le premier à remarquer la relation entre la fréquence du son et le quotient de la vitesse du vent par le diamètre du fil. Cette relation s'exprime alors par la formule :
où , en plus d'être adimensionnel, apparaît comme une constante dans les expériences sur le son émis par les fils (ainsi que les cylindres, en général).
vignette|upright=2|Allée de tourbillons dans la soufflerie Marey de l'Association AÉRODYNE de l'IUT Cachan.
Plus tard, en 1926, Bénard nomma Nombre de Strouhal le coefficient constant .
Le Nombre adimensionnel de Strouhal s'exprime alors par la formule :
avec :
f - fréquence d'émission des tourbillons (cette fréquence étant définie classiquement comme l'inverse de la période mesurée de situation homologue à situation homologue) ;
D - longueur caractéristique (diamètre du fil dans les expériences de Strouhal) ;
V - vitesse de l'écoulement non perturbé.
Ce nombre de Strouhal se montre presque constant pour chaque type d'écoulement.
L'entrainement de tels tourbillons par le courant général forme ce que l'on appelle les Allées de tourbillons de Von Karman, comme on le voit ci-contre dans la soufflerie à fumées Marey de l'Association AÉRODYNE de l'IUT Cachan. La longueur d'onde L mesurée ici donne accès directement au Strouhal St de l'écoulement, selon la loi St = D/L (D étant le diamètre du cylindre).
Si l'obstacle est rigide, la forme de ce sillage varie en fonction de la seule viscosité. Dans le cas où il prend la forme de tourbillons alternés, l'analyse dimensionnelle montre que le nombre de Strouhal est fonction du nombre de Reynolds.
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