Mécanique des fluides

  • ECTS

    4 crédits

  • Composante

    Collège Sciences et Technologies pour l’Energie et l’Environnement (STEE)

  • Volume horaire

    39h

Description

Contenu de l’enseignement : 

1. État fluide
 

Niveaux de description du mouvement. Le point de vue macroscopique. Validité de l’approche du milieu continu. Le concept de particule fluide. Propriétés d’un fluide. 
 

2. Cinématique
 

Description du mouvement d’un fluide, eulérienne et lagrangienne. Dérivée particulaire. Propriétés géométriques du champ de vitesse. 
 

3. Dynamique des fluides parfaits
 

Équation de conservation de la masse. Équation de conservation de la quantité de mouvement pour un fluide parfait ou équation d’Euler. Équation de Bernoulli et applications : divergent, tube de Venturi, sonde de Pitot & vidande d’un réservoir (niveau constant et fonction du temps). 
 

4. Dynamique des liquides newtoniens
 

Le cisaillement. La viscosité. Équation constitutive d’un liquide newtonien. Équation de Navier- Stokes. Écoulements laminaire et turbulent, nombre de Reynolds. Équations de Stokes. Quelques écoulements de liquides newtoniens : entre deux plans parallèles, de Poiseuille tube, sphère unique en translation (vitesse d’une bille tombant grâce à son poids, loi de Stokes). 
 

5. Écoulements dans des canalisations
 

Expérience de Nikuradse. Pertes de charge régulières. Équations de Blasius, de Kàrmàn-Prandl et de Colebrook-White. Diagramme de Moody. Conduites en série ou en parallèle. Pompe hydraulique. Réseaux hydrauliques. 
 

6. Écoulements compressibles
 

Compressibilité d’un liquide, coup de bélier. Pompe bélier. 

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Objectifs

À la fin de cette UE, vous serez capable de :

- Acquisition et compréhension des notions essentielles de la mécanique des fluides parfaits (Bernoulli) et newtoniens (Stokes).

- Résoudre les problèmes d’écoulements dans les canalisations (pertes de charge régulière).

- Introduction aux écoulements compressibles.

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Heures d'enseignement

  • Mécanique des fluides - CMCours Magistral19,5h
  • Mécanique des fluides - TDTravaux Dirigés19,5h

Contrôle des connaissances

1ère session :

  • 30% contrôle continu écrit
  • 70% examen terminal écrit de 2h

2ème session : 100% examen terminal écrit de 2h.

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Compétences acquises

Compétences

Niveau d'acquisition

Elaborer une démarche scientifiqueModéliser un phénomène physico-chimiquex
Analyser en se reposant sur un socle de connaissances scientifiquesDévelopper un esprit critique sur des données expérimentalesx
Mobiliser les concepts mathématiques dans les domaines physico-chimiquesx
Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiquesx