Ecoulement du vent à la surface de la mer. Spirale Ekman

C est un probléme de mécanique des fluides.
Si on considere le vent en altitude, il va des hautes pressions vers les basses pressions sans obstacle, donc sans frottement, à une vitesse et une direction Vg (g pour geostrophique).
Au niveau de l eau, au raz de l eau dans les premiers 10e de millimetres, par frottement, la vitesse d écoulement de l'air à la surface de l'eau est la meme que celle de l eau, soit Vs = 0 si pas de courant. Si le vent tourne dans le sens horaire autour des anticyclones et en sens inverse autour des dépressions dans l hemisphere Nord, c est grace à la force de Coriolis. Or si au raz de l eau Vs = 0, forcément la force de Coriolis à moins d'influence sur la direction du vent qu'en altitude. Cela a été demontré en 1905 par Ekman, un suedois, aprés qu un de ces compatriotes Nansen, ait eu le temps pendant 3 ans, son voilier FRAM étant pris par les glaces, d observer la dérive des Icebergs qui ne dérivaient pas dans le sens du vent.
J ai lu pas mal d articles sur cette théorie. La déviation du vent en altitude par rapport à la surface de l eau selon Ekman est de 45 degrés, le vent retrouve un écoulement laminaire a environ 500 m d altitude au dessus de la surface de l eau. La progression de la deviation est logarythmique. Ce qui m interesse c est de savoir la difference angulaire théorique qu il y a entre 3 metres et 16 metres.
Alors si l'un d'entre vous est passionné par ce probléme et peut apporter une réponse alors je suis preneur.

D'avance desolé de prendre la tete aux nons passionnés

L'équipage
19 nov. 2013
19 nov. 2013

Si V = &"° alors V x VV = [%] / ^ $ + m², je ne vois donc pas où est le problème ?

19 nov. 2013

C est presque ça, encore un petit effort. Ajoute un teta pour qu il y ait une notion d angle quand meme.
le but c est de savoir de combien doit etre vrillée la tetiére par rapport a la bordure pour que le profil de la voile reste dans sa plage d'incidence laminaire.

19 nov. 201319 nov. 2013

"c est de savoir la difference angulaire théorique qu il y a entre 3 metres et 16 metres"
.
Il n'y en a pas. Dans la couche limite maritime, la couche de Ekman est au dessus d'une couche appelée couche superficielle qui est tipiquement de 40-50-100m, dans laquelle il y a essentiellement un gradient de vitesse en valeur absolu mas pas en direction.
Par certaines conditions bien spécifiques -genre début de brise thermique-, il se peut qu'il y ait des intrusions de la couche plus haute (donc du cisaillement en direction aussi) mais très vite la friction reprend son importance et la couche superficielle revient à montrer seulement un gradient de vitesse.
Donc pour régler le vrillage de la voile on peut rester tranquilles :heu: Sauf à avoir un mât de maxi bien sûr.
.
Expérience pratique: tu prends un petit bout de cordage et tu y attaches disons toutes les deux mètres des petits fils en laine, puis tu le hisses en tête de mât. C'est un bon truc en régate par temps calme, dès que les penons en haut bougent indiquant une autre direction que ceux en bas on peut s'attendre du vent provenant de la direction en haut. Mais une fois passé, les fils reviennent tous parallèles.
Essayer pour voir :alavotre:

19 nov. 2013

Super Roberto, merci pour cette info. je vais essayer les bouts de laine.

19 nov. 201316 juin 2020

Les seules valeurs expérimentales que je connaisse sont dans la 'bible' de Holton sur la météo dynamique

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