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Licence Sciences, Technologies, Santé
MENTION MÉCANIQUE

3A101 - Ecoulements de fluides

Descriptif de l'Unité

Volumes horaires globaux : CM : 24h et TD : 24h

Nombre de crédits : 6 ECTS

Parcours et Période : Complémentaire Mécanique : S5

Objectifs de l'Unité d'Enseignement

L’objectif de ce cours est de présenter un panorama actuel de la mécanique des fluides, et de montrer qu’elle régit un grand nombre de phénomènes de notre environnement : dynamique de cyclones, raz-de-marée, écoulement dans les artères...

Une dizaine de facettes-clés de la mécanique des fluides seront présentées dans cet enseignement. En partant d’observations expérimentales, l’accent sera porté sur la modélisation des phénomènes en jeu en isolant les mécanismes physiques importants.

Contenu de l’Unité d’Enseignement

  • Qu’est-ce qu’un fluide ? Présentation des phénomènes de transport. Retour sur le concept de viscosité. Les clés de la modélisation : ordre de grandeur et nombres sans dimension.
  • Description du mouvement, volumes de contrôles et forces exercées par les fluides. Notion de rhéologie.
  • Les écoulements dominés par la viscosité. Réversibilité, nage en milieu visqueux, sédimentation.
  • Lubrification, films minces et écoulements sanguins.
  • Les forces de traînée et de portance. Retour sur le paradoxe de d’Alembert. Décollement de couche limite. L’approximation de fluide parfait.
  • Les écoulements dominés par l’inertie. Écoulements potentiels, écoulements tourbillonnaires.
  • Turbulence. Faits expérimentaux et analyse par les travaux de Prandtl et Taylor.
  • Surfaces libres et ondes de surface.
  • Écoulements compressibles.
  • Tension de surface.
  • Fluides complexes et granulaires.

Pré-requis

Cours de mécanique des fluides niveau L2

Références bibliographiques

  • Guyon, E., Hulin, J. P., & Petit, L. (2005). Ce que disent les fluides. Editions Belin.
  • Homsy, G. M. (2000). Multi-media fluid mechanics. Cambridge University Press.
  • Tritton, D. J. (1988). Physical fluid dynamics. Oxford, Clarendon Press
  • Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (2007). Transport phenomena. John Wiley & Sons.

Compétences développées dans l’unité

L’objectif de cet enseignement est d’une part de proposer un approfondissement de la culture en mécanique des fluides, mais aussi de fournir une palette d’outils théoriques pour modéliser un problème, identifier les mécanismes physiques clés, interpréter les résultats de façon critique au regard du problème initial et des hypothèses formulées.

 

La fiche UE est disponible ici.

27/06/16