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Pression dans une bulle

Posté par
LittleFox
22-05-24 à 11:06

Bonjour,

Je suis en train de programmer un simulateur de bulles suite à une discussion sur le forum de math:

Vient à un moment la question de la différence de pression causée par la membrane d'une bulle.
J'ai trouvé beaucoup d'articles qui montre que cette différence de pression est inversément proportionelle au rayon de la bulle:

Dans cet article en particulier il y a une démonstration.

Mon simulateur est en 2D (bulles coincées entre deux plaques rapprochées). J'ai essayé d'appliquer la même démonstration mais j'obtiens que la pression est indépendante de la courbure

Intuitivement, je pense qu'il y a une erreur dans mon raisonnement. Mais je ne trouve pas où. Pouvez-vous m'aider?

LittleFox @ 20-05-2024 à 12:39


[...]
La pression aux arcs

On peut montrer que pour des bulles de quelques centimètres la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la bulle est donnée par P = \frac{4\gamma}{r} avec r le rayon de la bulle et \gamma la tension surfacique.
Il est montré expérimentalement ici que la \gamma \approx 0.023N/m pour des bulles de savon. La différence de pression est de l'ordre de 10 Pa à comparer avec 1 atm = 101325 Pa. Le volume des bulles ne change donc pratiquement pas à cause de leur interface. Et on peut considérer qu'elles sont conservées.

C'est encore plus vrai pour des bulles en 2D (coincées entre deux plaques rapprochées):
Pression dans une bulle
La force due à la pression est donnée par \int_{-\alpha}^{\alpha} P e^{it} dt = 2Psin(\alpha). La force aux noeuds est donnée par 2\gamma sin(\alpha) . On a donc P = \gamma indépendamment du rayon de l'arc.

A l'équilibre la pression doit être nulle et les aires conservées.
[...]


Merci

Posté par
gts2
re : Pression dans une bulle 22-05-24 à 11:30

Bonjour,

La force de pression c'est la pression fois la surface, et la surface élémentaire est R dt h avec h la distance entre les plaques. Cela vous fournit le R manquant.

Posté par
LittleFox
re : Pression dans une bulle 22-05-24 à 13:17

Merci beaucoup.

Effectivement, j'ai oublié que dx -> rdt pour les intégrales polaires

C'est une bonne idée de penser en termes de surface élémentaire.



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