Mécanique des fluides - Principes, relations fondamentales et résolution numérique

Code Formation: 6076

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Objectifs pédagogiques

  • Evaluer des projets ou études concernant les écoulements de fluides (détermination des champs de vitesse, pression, des pertes de charge, des débits, pression …), les machines hydrauliques ou aérauliques, les transferts thermiques
  • Développer ou mettre en œuvre des méthodes numériques de calcul
  • Appliquer des techniques de mesure modernes (vélocimétrie laser, PIV …)

Public

  • Ingénieurs de bureau d’études, responsables recherche et développement, ingénieurs chargés de plateformes d’essais, concepteurs et utilisateurs de codes de calcul relevant de la mécanique des fluides

Prérequis

  • Premier cycle des écoles d’ingénieurs et universités scientifiques
Généralités sur les milieux fluides
  • Définitions et hypothèses de base de la mécanique des fluides.

 

Cinématique des fluides
  • Trajectoire, ligne de courant, variables d’Euler et de Lagrange, dérivées particulaires, déformations dans un fluide, écoulement à potentiel des vitesses.
  • Ecoulements particuliers à potentiels des vitesses et des accélérations.
  • Méthodes numériques de résolution : différence finies, singularités, transformation conforme...

 

Relations de base de la mécanique des fluides
  • Relations de conservation : masse, quantité de mouvement, énergie.
  • Relations de comportement : fluide parfait, fluide newtonien.

 

Formes classiques des équations de la dynamique des fluides
  • Fluide parfait : équations d’Euler et de Bernoulli.
  • Fluide visqueux : équation de Navier – Stokes.
  • Ecoulements laminaire, turbulent, couche limite.
  • Méthodes numériques de résolution : différences finies, volumes finis, méthodes intégrales de calcul de la couche limite.

 

Similitude et analyse dimensionnelle
  • Principes de base, nombres sans dimension, étude sur maquettes.

 

Écoulements en conduite
  • Ecoulements stationnaires : profils des vitesses, pertes de charge, méthodes de calcul des réseaux hydrauliques ou aérauliques avec fourniture d’un logiciel de traitement numérique des réseaux maillés.
  • Ecoulements non stationnaires de fluide compressible : théorie des caractéristiques et méthodes numériques d'application (Bergeron, Hartree …) aux écoulements de liquide (coup de bélier) et de gaz.

 

Méthodes de mesure en mécanique des fluides
  • Mesures de vitesse (vélocimétrie laser, P.I.V., fil chaud …), débit, pression…
  • Techniques de visualisation d'écoulement : strioscopie …
Alternance d’exposés et Travaux dirigés. Travaux pratiques et démonstrations en laboratoire.
Fiche d'évaluation en fin de session de formation