Nombre de Froude d'un navire
Comparez la vitesse de la coque aux vagues qu’elle crée : une longueur à la flottaison de 100 m à 10 m/s donne un nombre de Froude de 0,31933, en zone de transition, là où la résistance de vagues peut changer vite. Gratuit dans votre navigateur.
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Exemple résolu
- Vitesse
- 10
- Gravité
- 9,80665
- Longueur à la flottaison
- 100
- Précision
- 6
- Nombre de Froude
- 0,31933
- Régime
- transition
Ce calculateur détermine le nombre de Froude d'un navire, rapport sans dimension entre la vitesse de la coque et la célérité des vagues de gravité associée à la longueur de flottaison. Saisissez vitesse, accélération gravitationnelle et longueur dans un système d'unités cohérent : vous obtenez Fn et un régime pratique faible, transitoire ou élevé. Le résultat aide à comparer des conditions dynamiquement semblables et à repérer les zones où la résistance de vague évolue rapidement. Le calcul est déterministe, sans réseau, et refuse une longueur nulle.
Ce que représente le nombre de Froude naval
Le nombre de Froude fondé sur la longueur compare la vitesse d'avance d'un navire à la célérité caractéristique des vagues de gravité de surface dont l'échelle dépend de la longueur de flottaison. Il s'écrit Fn = V / sqrt(gL), avec V pour la vitesse, g pour l'accélération gravitationnelle et L pour la longueur de flottaison. Les unités s'annulant, Fn est sans dimension : un navire grandeur nature et une maquette géométriquement semblable peuvent donc être comparés malgré des dimensions et vitesses très différentes.
Une faible valeur correspond généralement à des effets de formation de vagues modérés ; lorsque Fn augmente, l'interaction entre la coque et son système de vagues s'accentue. Le calculateur indique « faible » sous 0.2, « transition » de 0.2 à moins de 0.4 et « élevé » à partir de 0.4. Ces plages servent à comparer et ne constituent pas des frontières physiques universelles.
La résistance réelle dépend aussi du déplacement, de l'élancement, de l'assiette, des appendices, de la forme, de la profondeur et de l'état de mer. Servez-vous du régime pour organiser une étude, jamais pour remplacer essais en bassin, simulation CFD ou essais en mer. La réponse conserve les entrées, la précision et la formule ; le classement emploie la valeur complète avant arrondi.
Saisissez des unités cohérentes
Les trois grandeurs physiques doivent relever du même système d'unités. En SI, utilisez des mètres par seconde pour la vitesse, des mètres par seconde carrée pour la gravité et des mètres pour la longueur de flottaison. Les pieds par seconde, pieds par seconde carrée et pieds conviennent également, car les dimensions s'annulent.
Ne combinez pas une vitesse en nœuds avec une gravité et une longueur SI : convertissez d'abord les nœuds en mètres par seconde, ou convertissez toutes les grandeurs ensemble. La gravité doit être strictement positive. Longueurs ou vitesses négatives, valeurs absentes, nombres non finis et chaînes numériques incorrectes sont refusés sans correction implicite.
La précision règle uniquement les décimales affichées, de zéro à quinze. Le classement exploite la valeur complète avant arrondi, notamment près de 0.2 et 0.4. La reprise des entrées physiques dans la réponse facilite enfin l'audit du calcul.
Employez Fn pour la résistance et les maquettes
Le nombre de Froude est particulièrement utile pour préparer des essais sur maquette ou comparer des coques apparentées. Pour respecter la similitude de Froude, une maquette doit avancer à une vitesse telle que son Fn égale celui du navire réel. Le rapport entre inertie et gravité qui gouverne la surface libre est alors préservé, même si le nombre de Reynolds et les effets visqueux ne coïncident généralement pas.
En avant-projet, tracer résistance ou puissance en fonction de Fn permet de comparer plusieurs longueurs sur un axe sans dimension commun et de repérer bosses, creux ou forte hausse de résistance de vague. Fn contextualise aussi les points d'essai, mais l'outil ne calcule ni puissance, ni traînée totale, ni vitesse limite, ni squat, ni limite de sécurité. En eau peu profonde, des paramètres liés à la profondeur sont nécessaires.
Conservez la vitesse exacte, g, la définition de longueur et la précision : longueur entre perpendiculaires et longueur hors tout ne remplacent pas automatiquement la flottaison de projet. L'exploration dans le navigateur est gratuite. Les erreurs explicites empêchent une longueur vide ou nulle de fausser une comparaison.
Cas d’usage
Dimensionner un essai en bassin
Faites coïncider les nombres de Froude de la maquette et du navire lors du choix de vitesses dynamiquement semblables.
Comparer des courbes de résistance
Placez les résultats de coques de longueurs différentes sur un axe commun de vitesse sans dimension.
Contrôler un point de fonctionnement
Déterminez si une vitesse prévue relève d'un régime de Froude faible, transitoire ou élevé.
Questions fréquentes
Quelles unités devez-vous saisir ?
Employez un ensemble cohérent, par exemple m/s, m/s² et m, ou ft/s, ft/s² et ft. Ne mélangez pas directement nœuds et unités SI.
Les régimes prédisent-ils la résistance totale ?
Non. Ce sont des plages générales ; effets visqueux, forme, déplacement, assiette, appendices, profondeur et conditions interviennent aussi.
Comment calcule-t-on le nombre de Froude d’un navire ?
On divise la vitesse de la coque par la racine carrée de la gravité multipliée par la longueur à la flottaison. Les unités s’annulent : le résultat est sans dimension et permet de comparer un navire réel à sa maquette.
Quel est le nombre de Froude d’un navire de 100 m à 10 m/s ?
Environ 0,31933, en zone de transition. Il s’obtient en divisant 10 m/s par la racine carrée de 9,80665 fois 100 m ; cette zone va de 0,2 jusqu’à juste sous 0,4.
L’arrondi change-t-il le régime affiché ?
Non. La zone est choisie d’après la valeur complète non arrondie : un nombre affiché 0,2 ou 0,4 peut donc rester juste sous la limite. La précision ne change que le nombre de décimales visibles, de 0 à 15.
Outils associés
Pour les développeurs — accès API
Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.
Endpoint
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"gravity": 9.80665,
"waterline_length": 100
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req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemple de requête
{
"speed": 10,
"gravity": 9.80665,
"waterline_length": 100
}Exemple de réponse
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "earth.froude_wave_ship",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.
Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
Notes techniques
L'outil interactif est gratuit et chaque requête API coûte $0.002.
Saisissez des unités cohérentes
La vitesse peut valoir zéro, ce qui donne Fn = 0 et le régime faible. La longueur de flottaison doit aussi être positive ; zéro renvoie `invalid_input`, puisque sqrt(gL) serait nul et le rapport indéfini. Les alias velocity, v, g et lwl facilitent les intégrations.
Employez Fn pour la résistance et les maquettes
Chaque requête API réussie coûte $0.002 et fournit le même calcul déterministe aux feuilles de calcul, logiciels de conception, chaînes de test et applications pédagogiques.
Questions techniques
Quelle formule le calculateur applique-t-il ?
Il applique la relation fondée sur la longueur Fn = speed / sqrt(gravity × waterline length).
Que se passe-t-il avec une longueur de flottaison nulle ?
La requête échoue avec invalid_input, car le dénominateur devient nul et le nombre de Froude est indéfini.
Quel est le prix du calcul par API ?
Chaque requête API réussie coûte $0.002. Le calcul interactif dans le navigateur est gratuit.