Le coefficient de traînée d'un véhicule est réduit à un seul nombre, et ce nombre fait l'objet d'une communication commerciale. Du point de vue de l'ingénieur, il n'est utile que lorsqu'on sait d'où il vient.
La composante dominante : le sillage arrière
Sur les véhicules routiers, l'essentiel de la traînée est une traînée de pression, et l'essentiel de celle-ci vient du sillage arrière. La région décollée en dépression derrière le véhicule le tire vers l'arrière.
C'est pourquoi le dessin de l'arrière — angle de lunette, arête de coffre, diffuseur, pare-chocs arrière — influe davantage sur la traînée que l'avant. L'endroit où le décollement commence est décisif. Voir la note sur le décollement.
Les postes négligés
Roues et passages de roue. La roue en rotation et la circulation à l'intérieur du passage représentent une part étonnamment grande de la traînée totale. Une analyse qui ne modélise pas la rotation des roues se trompe systématiquement sur cette composante.
Débit de refroidissement. L'air qui traverse le radiateur perd de la quantité de mouvement et constitue un poste de traînée. C'est pour cela qu'existent les volets de calandre actifs. Si l'écoulement dans le compartiment moteur n'est pas dans le modèle, traînée et refroidissement sortent tous deux faux.
Le soubassement. Un dessous irrégulier se comporte comme une surface rugueuse. Les panneaux de carénage réduisent à la fois la traînée et le bruit.
La portance et l'équilibre doivent aussi être mesurés
Une modification qui réduit la traînée peut engendrer de la portance à l'essieu arrière et gâcher la stabilité à grande vitesse. La portance aux essieux avant et arrière doit être rapportée séparément ; le Cd seul n'est pas un critère de conception.
Notes de modélisation
La route et les roues doivent bouger. Un sol immobile produit une couche limite irréaliste.
Maintenir un faible taux de blocage. Si le domaine n'est pas assez grand, le véhicule voit son propre blocage. Voir la note sur les conditions aux limites.
Le sillage arrière est instationnaire. Un RANS stationnaire donne une moyenne ; pour la structure détaillée du sillage et ses oscillations, une approche résolvant les échelles est nécessaire.
Références
- Spalart, P. R., Jou, W.-H., Strelets, M. & Allmaras, S. R. (1997). Comments on the feasibility of LES for wings, and on a hybrid RANS/LES approach. In Advances in DNS/LES, Greyden Press, Columbus, OH.
- Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8), 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149