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UE1 - Mécanique 7 : fluides

UE1 - Mécanique 7 : fluides

En pratique :

Volume horaire de cours : 12
Volume horaire global de TD : 22
Volume horaire global de TP : 12
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 6

Description du contenu de l'enseignement

Module 1 :
-Eléments introductifs : équation de continuité, force de surface et de volume, viscosité ;
-Statique des fluides : Equation fondamentale de l’équilibre des fluides, force de pression, poussée d’Archimède ;
-Dynamique des fluides parfaits : Equation de l’hydrodynamique des fluides parfaits, équation de Bernoulli, puissance d’un écoulement, ;
-Dynamique des fluides réels : équation de Bernoulli généralisée, nombre de Reynolds, écoulement de Poiseuille, perte de charge ;
-Théorème des quantités de mouvements ou théorème d’Euler ;
-Equation de Navier-Stokes : applications aux viscosimètres, vase tournant, tourbillon… ;
-Tension de surface et capillarité : tension de surface, pression de Laplace, loi de Jurin ;
-Concept de base en aéro/hydrodynamisme : portance, traînée, moment aérodynamiques, coefficients aérodynamiques.

Module 2 :
-Compléments aux TD du module 1 : résolution de problèmes de mécanique de fluides.
 


Compétences à acquérir

Objectifs : L’objectif de l’UE est de donner à l’étudiant les notions de mécanique des fluides utiles aux dimensionnements d’un système hydraulique et les bases d’aéro/hydrodynamisme.

Compétences acquises :
-Savoir déterminer le champ de pression dans un fluide statique et les forces de pressions s’appliquant sur toute forme de surface.
-Savoir déterminer les caractéristiques d’un écoulement (champ de pression et de vitesse) dans l’hypothèse d’un fluide parfait.
-Savoir utiliser les équations de Bernoulli pour des écoulements dans des conduites de fluide.
-Savoir déterminer les forces engendrées par un fluide parfait ou réel sur une structure par le théorème d’Euler.
-Savoir utiliser les équations de Bernoulli généralisées aux fluides newtoniens incompressibles, pour des écoulements laminaires comme turbulents : déterminer les pertes de charges, dimensionner les pompes.
-Savoir utiliser les équations de Navier-Stokes pour des fluides newtoniens incompressibles pour des problèmes simples : viscosimètre, vase tournant.
-Déterminer la pression de Laplace dans des capillaires ;
-Savoir exploiter un logiciel de calcul formel pour résoudre des équations de la mécanique des fluides.
Plus particulièrement, l'étudiant aura comparé une théorie à son expérience lors de manipulations telle que :

  • - Étude d'une turbine Pelton (couple et puissance en fonction de la vitesse de rotation) ;
  • - Expérience de Reynolds (perte de charge régulière) ;
  • - Portance et trainée mesurées par relevés de pression ;
  • - Débitmètre de Venturi équipé de prises de pression.

Discipline

Mécanique des fluides.


Pré-requis

Profils attendus

Mathématique niveau licence 2 : maîtrise des dérivées, dérivées partielles, intégrales multiples, vecteurs et projections, produits scalaire et vectoriel. Concepts de base en mécanique : maîtriser les principes fondamentaux de la statique et de la dynamique.