Introduction à la mécanique des fluides
Réf. 04007
- Durée : 6 semaines
- Effort : 24 heures
- Rythme: ~4 heures/semaine
- Langues: Français
Ce que vous allez apprendre
À la fin de ce cours, vous saurez :
- Comprendre les bases de la mécanique des fluides
- Appréhender les équations fondamentales des écoulements
Description
La mécanique des fluides est une partie de la mécanique et de la mécanique des milieux continus qui sont des disciplines majeures dans la formation d’ingénieurs. Le cours que nous proposons est une introduction à la mécanique des fluides, il est enseigné dans le cadre de la formation générale des élèves ingénieurs, il pourra être également très utile aux étudiants des universités ou aux autodidactes.
S’agissant des bases de la mécanique des fluides, nous insisterons beaucoup sur la constitution des équations fondamentales des écoulements en utilisant évidemment les principes de la mécanique et de la physique complétés par des hypothèses d’origines physiques sur la nature des fluides et des écoulements.
Nous mettrons l’accent sur la signification physique des équations et nous verrons comment les utiliser dans des cas concrets. Les applications de la mécanique des fluides sont nombreuses dans l’automobile, l’aéronautique, le génie civil, le génie chimique, l’hydraulique, l’aménagement du territoire, la médecine…
Pour cette première approche de la mécanique des fluides nous allons limiter le cours aux fluides incompressibles en écoulement permanent ou non. Les fluides seront considérés comme des milieux continus. On appellera particule, un élément de volume infiniment petit pour une description mathématique mais assez grand par rapport aux molécules pour être décrite par des fonctions continues.
Format
Ce cours inclut 4 chapitres de cours accessibles dès le démarrage du MOOC ainsi qu'un jeu sérieux et 2 évaluations.
Quelques rappels et références seront donnés en début de cours.
Prérequis
Ce cours de niveau L3 s’appuie sur les connaissances générales en physique et en mathématiques acquises en L1 et L2, plus particulièrement en mécanique, thermodynamique, analyse vectorielle et équations aux dérivées partielles.
La connaissance des opérateurs vectoriels gradient, divergence et rotationnel est indispensable.
Evaluation et Certification
Badge de suivi avec succès
Evaluation 1
Evaluation 2
Plan de cours
Une fois n'est pas coutume, toutes les ressources seront accessibles dès le démarrage du MOOC.
- Chapitre 1 : Cinématique des fluides
- Trajectoire, ligne de courant, conservation de la masse, vitesse et accélération d’une particule de fluide, écoulement irrotationnel, écoulement à potentiel
- Trajectoire, ligne de courant, conservation de la masse, vitesse et accélération d’une particule de fluide, écoulement irrotationnel, écoulement à potentiel
- Chapitre 2 : Dynamique des fluides parfaits
- Equation d’Euler, relation de Bernoulli, relation de Bernoulli généralisée, théorème des quantités de mouvement
- Equation d’Euler, relation de Bernoulli, relation de Bernoulli généralisée, théorème des quantités de mouvement
- Evaluation 1
- Chapitre 4 : Dynamique des fluides réels
- Viscosité, fluides newtoniens, équations de Navier Stokes, Nombre de Reynolds, pertes de charge dans les conduites
- Viscosité, fluides newtoniens, équations de Navier Stokes, Nombre de Reynolds, pertes de charge dans les conduites
- Chapitre 5 : Similitudes, analyse dimensionnelle et écoulement autour des corps solides
- Conditions de similitudes (Reynolds et Froude), analyse dimensionnelle, traînée et portance d’un profil d’aile
- Conditions de similitudes (Reynolds et Froude), analyse dimensionnelle, traînée et portance d’un profil d’aile
- Evaluation 2
Équipe pédagogique
Jean-Luc Wojkiewicz
Catégories
Professeur (HDR) à IMT Nord Europe où il enseigne la physique, dont la mécanique des fluides, depuis 1984.
Joel F. De Brito
Catégories
Diplômé par l'Université de Campinas (Brésil), avec un master à l'INSA-Lyon et thèse au Karlsurhe Institut de Technologie (Allemagne), il est enseignant-chercheur à IMT Nord Europe depuis 2018 où il enseigne la mécanique des fluides.
Bruno Boulicaut
Catégories
Diplômé de l’école d’Ingénieurs d’Electricité de France en 1992, il a été directeur d’usine au sein d’EDF et a été responsable d’exploitation de centrales hydroélectriques sur le Rhône et dans les Alpes françaises.
Adrien Poupardin
Catégories
Adrien Poupardin est enseignant-chercheur et responsable du laboratoire d’hydraulique à l’École Spéciale des Travaux Publics de Cachan (ESTP).
Yves Sénéchal
Catégories
Diplômé de l’Ecole Spéciale des Travaux Publics (ESTP) et de l’Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg (ENGEES), Yves Sénéchal enseigne l’hydraulique générale à l’ESTP depuis 2008.
Laurent Aprin
Catégories
Enseignant-chercheur à IMT Mines Alès depuis 2005 où il enseigne la mécanique des fluides et la simulation numérique en mécanique des fluides et transfert dans le département Risque et Crises.
Pierre Lauret
Catégories
Enseignant chercheur à IMT Mines Alès depuis 2014 où il enseigne la mécanique des fluides théorique, numérique et expérimentale dans l’option Risque et Crises.
Caroline Duc
Catégories
Diplômée en Science et Génie des Matériaux à l'INSA de Lyon et docteure en micro-nano systèmes et capteurs à l’université de Lille
Établissements
Ce cours vous est proposé par une équipe d'enseignants provenant d'un ensemble d'établissements.
Licence
Licence pour le contenu du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification
Vous êtes autorisé à :
- Partager — copier, distribuer et communiquer le matériel par tous moyens et sous tous formats
Selon les conditions suivantes :
- Attribution — Vous devez créditer l'oeuvre, intégrer un lien vers la licence et indiquer si des modifications ont été effectuées à l'oeuvre. Vous devez indiquer ces informations par tous les moyens raisonnables, sans toutefois suggérer que l'offrant vous soutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son oeuvre.
- Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cette oeuvre, tout ou partie du matériel la composant.
- Pas de modifications — Dans le cas où vous effectuez un remix, que vous transformez, ou créez à partir du matériel composant l'oeuvre originale, vous n'êtes pas autorisé à distribuer ou mettre à disposition l'oeuvre modifiée.
Licence pour le contenu créé par les participants du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification
Vous êtes autorisé à :
- Partager — copier, distribuer et communiquer le matériel par tous moyens et sous tous formats
Selon les conditions suivantes :
- Attribution — Vous devez créditer l'oeuvre, intégrer un lien vers la licence et indiquer si des modifications ont été effectuées à l'oeuvre. Vous devez indiquer ces informations par tous les moyens raisonnables, sans toutefois suggérer que l'offrant vous soutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son oeuvre.
- Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cette oeuvre, tout ou partie du matériel la composant.
- Pas de modifications — Dans le cas où vous effectuez un remix, que vous transformez, ou créez à partir du matériel composant l'oeuvre originale, vous n'êtes pas autorisé à distribuer ou mettre à disposition l'oeuvre modifiée.