Description des fluides air et eau
Fondamental : Air = incompressible
L'air est un mélange de gaz et peut être considéré comme incompressible pour les écoulements lents que l'on rencontre pour les systèmes de propulsion éolien.
En effet, les effets de la compressibilité se font sentir pour des écoulements à partir de 30% de la vitesse supersonique (Mach 0.3).
Complément : Aeronautique à faible vitesse = propulsion éolienne
Toutes les études effectuées pour l'aéronautique des vols à faible vitesse (< Mach 0,3) sont également applicables au voilier. Les lois qui régissent l'aérodynamiques et l'hydrodynamique sont alors les mêmes dans ces 2 cas.
Tous les éléments liées à la propulsion éolienne sont donc basés en grande partie sur ces études.
Fondamental : Masse volumique et viscosité
On peut retenir les valeurs caractéristiques suivantes en ce qui concerne l'air :
Masse volumique à Humidité relative 0% :
1,293 kg/m3 à 0°C ;
1,184 kg/m3 à 25°C .
De même pour l'eau de mer :
Masse volumique à 0°C et salinité de 30g/L =1024 kg/ m3 ;
Viscosité cinématique= 1,007 cSt.
Le rapport des masses volumiques montrent que l’eau est à peu près 800 fois plus dense que l’air, d’où l’importance des phénomènes hydrodynamiques pour des vitesses d’écoulement pourtant sensiblement moindres que celles de l’air.
Remarque : Variations des caractéristiques
Les valeurs concernant l’air, varient en fonction de la température, de la pression atmosphérique et de l'humidité.
C'est pourquoi l’on constatera parfois des différences appréciables sur un plan d’eau soumis alternativement à un régime de vents continentaux, sec et chaud (en été) ou de vent maritime, humide et plus frais (durant les autres saisons).