Calculateur du nombre de Froude

Le nombre de Froude est un rapport sans dimension qui compare l'inertie du fluide à l'effet de rappel de la gravité. Il est particulièrement important en hydraulique à surface libre, pour les évacuateurs de crues, les rivières, la construction navale, l'étude des vagues et d'autres écoulements à surface libre. Ce calculateur utilise Fr = v/√(gL), où v est une vitesse représentative, g l'accélération de la pesanteur et L une longueur caractéristique. La pesanteur standard est fixée à 9.80665 mètres par seconde carrée. Le choix de la longueur caractéristique dépend du problème. Pour un canal ouvert rectangulaire, la profondeur hydraulique est généralement l'aire mouillée divisée par la largeur au miroir ; elle égale la profondeur réelle dans un large canal rectangulaire. Les architectes navals utilisent souvent la longueur à la flottaison pour comparer la formation de vagues des navires. Vitesse et longueur doivent utiliser des unités compatibles afin que le rapport final reste sans dimension. Un nombre de Froude inférieur à un décrit un écoulement subcritique, ou fluvial. Les perturbations de surface peuvent se propager vers l'amont comme vers l'aval, et les contrôles aval peuvent influencer le niveau d'eau en amont. Lorsque Fr vaut un, la célérité des ondes égale la vitesse moyenne du courant : l'écoulement est critique et l'énergie spécifique est minimale pour un débit donné. Au-dessus de un, l'écoulement est supercritique, ou torrentiel : les perturbations ne remontent pas vers l'amont, le courant tend à être peu profond et rapide, et un ressaut hydraulique peut apparaître lors du passage au régime subcritique. Ces ressauts dissipent beaucoup d'énergie et sont souvent volontairement contenus dans des bassins de dissipation aménagés en aval des vannes ou des évacuateurs de crues. Cette classification simple s'applique surtout aux écoulements en canal ouvert lorsque la profondeur hydraulique est utilisée. Les canaux réels peuvent présenter des vitesses non uniformes, une géométrie irrégulière, une pente du fond, de la turbulence et des zones d'écoulement rapidement varié qui nécessitent une analyse plus poussée. Pour les navires, le nombre de Froude fournit une condition de similitude utile aux modèles réduits, car les vagues dépendent fortement de la gravité. Il ne remplace pas la similitude du nombre de Reynolds pour les effets visqueux. Utilisez ce calculateur pour des estimations rapides, la mise à l'échelle, les essais en canal et une première interprétation hydraulique, puis appliquez les équations propres à la géométrie et les normes locales pour les décisions finales.