Colles du 12/01 en Physique
Publication le 10/01 à 11h52
Mécanique des fluides
Cinématique des fluides. Descriptions lagrangienne et eulérienne d'un fluide en écoulement. Dérivée particulaire : définition, accélération particulaire. Conservation de la masse. Débits. Caractéristiques d'un écoulement : écoulement stationnaire, écoulement incompressible, écoulement irrotationnel : potentiel des vitesses, écoulement tourbillonnaire : vecteur tourbillon. Conditions aux limites d'un écoulement. Exemple : la tornade. Cours et exercices.
Dynamique locale des fluides parfaits. Equation d'EULER. Théorème de BERNOULLI. Applications : effet VENTURI, mesure de débit (tube de VENTURI), mesure de vitesse (tube de PITOT), vidange d'un réservoir, formule de TORRICELLI, portance, effet MAGNUS. Aspect énergétique de la relation de Bernoulli. Cours et exercices.
Bilans macroscopiques en mécanique des fluides. Bilans de quantité de mouvement : mouvement d'une fusée, action d'un jet sur une plaque fixe. Bilan d’énergie : exemple de la pompe hydraulique. Bilan de moment cinétique : la turbine hydraulique. Cours et exercices.
Fluides réels, viscosité. Actions de contact dans un fluide, viscosité, loi de NEWTON, équivalent volumique des forces de viscosité. Dynamique des écoulements visqueux incompressibles : équation de NAVIER-STOKES. Exemples : écoulement de COUETTE plan, écoulement de POISEUILLE cylindrique. Notion de résistance hydraulique. Interprétation de la notion de viscosité : diffusion de quantité de mouvement, nombre de REYNOLDS. Etude de la traînée d’une sphère dans un fluide. Classification des écoulements. Etude de l’écoulement autour d’une sphère en fonction du nombre de REYNOLDS. Modèle du fluide parfait. Notion de couche limite. Cours et exercices simples.
