Mécanique des fluides approfondie (2024-2025)
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السلام عليكم طلبتنا الاعزاء
Salam à tous .
Chers étudiants chères étudiantes 1 année Master physique énergétique et énergie renouvelable
J’espère que vous allez bien ainsi que vos familles.
Je vous souhaite une rentrée universitaire pleine de réussite
Je vous demande de bien vouloir répondre aux devoirs.
En plus je vous demande de poser vos questions via la plateforme ou par Email
Merci
Dr. TALOUB Djedid. 17 Septembre 2023
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Faculté : Sciences
Département : Physique
Public cible : Master 1
Spécialité : Physique Énergétique et Energie Renouvelables
Intitulé de la matière: Mécanique des fluides approfondie
Crédit :06
Coefficient :03
Durée : 67h30
Enseignant chargée de matière : Djedid TALOUB
Contact : djedid.taaloub@univ-msila.dz
Disponibilité : Au département : Dimanche et Mercredi ou par RDV.
Par mail: Je m’engage à répondre par mail dans 24 heures qui suivent la réception du message, sauf en cas des imprévus. -
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Objectifs de l’enseignement : L'objectif de ce cours est de présenter un certain nombre de bases de la mécanique des fluides de façon à assurer un socle de connaissances permettant d'aborder les autres cours du Master.
Connaissances préalables recommandées: Connaissances générales de la mécanique des fluides de niveau de licence.
Contenu de la matière :
1. Généralités (1 Semaine)
2-ECOULEMENT UNIDIMENSIONNEL ADIABATIQUE STATIONNAIRE D'UN FLUIDE COMPRESSIBLE (3 Semaine)
3- Ecoulement de Prandtl-Meyer. (1 Semaine)
4- Onde de choc normale. (3 Semaine)
5- Ecoulement de Fanno. (3 Semaine)
6- Ecoulement de Rayleigh. (2 Semaine)
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Ce cours traite quelques concepts de la discipline de l’aérodynamique des écoulements de fluide visqueux compressible. Quand un fluide se meuve à des vitesses comparables à sa vitesse de son, les variations en densités seront considérable et l’écoulement sera nommé compressible.Ce type d’écoulements est difficile de le réaliser pour les liquides, puisque la génération des vitesses soniques nécessite de hautes pressions de l’ordre de 1000 atm. Cependant dans les gaz, un doublement de pression peut causer un écoulement sonique, de ce fait que la science qui étudie l’écoulement compressible des gaz est souvent appelée Gazodynamique.
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Série TDN°1 avec Solution du Chapitre N°1 Généralité
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الواجب
Après avoir vu le cours et le TD du premier chapitre
Vous essayez de faire l'exercice par fichier Word Nom_Prenom_Devoir1 .
Réponse à remettre sur Moodle avant le 10/10/2023 à 23h59.
Merci
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L'étendue de votre compréhension de Chapitre
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Le son est produit par des variations faibles de la pression du milieu dans lequel il se propage. Ainsi, la vitesse du son correspond à la propagation de ces variations de pression. Imaginons un milieu fluide, un gaz par exemple, dans lequel on observe localement une différence de pression dP entre la partie droite 1 et la partie gauche 2 du milieu (figure 2-1) et admettons que la zone de variation soit plane et de dimension infinie. L’onde sonore, se déplace, par définition, à la vitesse du son Vs. Dans le mouvement relatif onde sonore-fluide, le fluide se déplace par rapport à l’onde à la même vitesse.
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968.4 كيلو بايت وثيقة PDF تم تحميلها 2/12/20، 06:21
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Série TD N°2 avec Solution du Chapitre N°: 2 Écoulement unidimensionnel adiabatique stationnaire d’un fluide compressible
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Exercice a faire (Interrogation N°)
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La théorie des écoulements de Prandtl-Meyer en supersonique est utile dans les cas où il y a une détente d'un écoulement, ou bien une compression isentropique. Une détente est considérée comme isentropique en soi. Par contre, la compression s'effectue par onde de choc, phénomène entropique. Il existe pourtant une façon d'obtenir une compression pratiquement isentropique. Selon la théorie des chocs, plus la déviation de l'écoulement est faible, moins le choc oblique entraînera de pertes. À la limite, une suc cession de faibles déviations générerait une série d'ondes de chocs obliques dont les pertes seraient pratiquement nulles. Les angles de ces chocs ainsi que les propriétés des écoulements se calculeront alors avec la théorie de Prandtl-Meyer.
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1.8 ميغا بايت وثيقة PDF تم تحميلها 2/12/20، 06:25
1 Définition et analyse de l'écoulement de Prandtl-Meyer
2 Lignes de Mach ou ondes de Mach
3 Processus de compression de Prandtl-Meyer
4 Processus de détente de Prandtl-Meyer
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Série TD N°3 avec réponse du Chapitre N° :3 Écoulement de Prandtl-Meyer
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Une onde de choc correspond à une zone d’écoulement de très faible paisseur, inférieure à 1 mm, qui fait la transition entre l’amont où la vitesse est supersonique et l’aval où elle est subsonique. Dans le même espace, la pression est en très forte augmentation. Ainsi, les particules du fluide lors de leur traversée de l’onde de choc subissent une décélération extrêmement forte qui peut atteindre 109 à 1010 m/s2 , soit environ un milliard de g. C’est cet impact violent, produisant un véritable choc sur les particules, qui est à l’origine du nom donné à cette zone de transition.
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1 Concept et analyse
2 Résumé des équations de base
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Série TD N°4 avec réponse du Chapitre N°: 4 Onde de choc normale
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Exercice a faire (Devoir N°3)
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Cet écoulement adiabatique qui ne respecte pas l’évolution de la section S d’un écoulement isentropique, est essentiellement irréversible. Il est extrêmement fréquent en pratique et est appelé écoulement de Fanno.
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1 Ecoulement compressible dans les conduites avec friction (Théorie de FANNO)
2 Équations de l’écoulement de Fanno
3 Évolution du fluide en diagramme entropique
4 Lignes de Fanno et la nature de l’écoulement
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Série TD N°5 avec Solution du Chapitre N° 5 Écoulement de Fanno
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Cet écoulement, appelé écoulement de Rayleigh , qui a lieu à section constante A =Cte en respectant la réversibilité, ne peut se développer qu’avec un échange thermique q contrôlé. Cette nécessité le rend peu fréquent en pratique.
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1 Écoulement compressible dans les conduites avec transfert de chaleur et sans friction (Théorie de RAYLEIGH)
2 Équations de l’écoulement de Rayleigh
3 Évolution du fluide en diagramme entropique
4 Ligne de Rayleigh et la nature de l’écoulement
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Série TD N°6 avec Solution du Chapitre 6 Ecoulement de Rayleigh
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Exercice à faire individuelle
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[1] A. Boukhari, Notes de cours de gazodynamique. 1429. (2008).
[2] J. Gosse, Mécanique des fluides. Traité Sciences fondamentales, A 1 870. (1996).
[3] A. Lallemand, Écoulements monodimensionnels des fluides compressibles. Techniques de l’Ingénieur, traité Génie énergétique, B 8 165.
[4] R. Ouziaux, J. Perrier, Mécanique des fluides appliquée. Dunod Université.3eme Edition.ISBN 2-04-010143-8. Paris. (1978).
[5] V. Lemort, Modélisation d’une tuyère convergente/divergente. Laboratoire de Thermodynamique. Université de Liège. (2005).
[6] G. Riollrt, Thermodynamique appliquée. Énergie, Entropie, Exergie. Traité Génie énergétique B 1 211, p. 6 (1992).
[7] D. Thévenin, Etude et analyse des écoulements compressibles, Octobre 18, 2004.
[8] J. Délery, Cours d’Aérodynamique, Université de Versailles-Saint-Quentin-en - Yvelines (2001).
[9] S. Candel, Mécanique des Fluides, Dunod (1995).
[10] E. Krause, Fluid Mechanics with Problems and Solutions, ISBN 3-540-22981-7 Springer Berlin Heidelberg New York, (2005).
[11] K. Antoni Oppenheim, Introduction to gazodynamics of explosions, ISBN 978-3- 7091-4364-3 (eBook), originally published by Springer-Verlag Wien-New York in (1972).
[12] J.D. Anderson, Modern compressible flow, McGraw-Hill (1995) [13] J.J. Bertin, M.L. Smith, Aerodynamics for engineers, Prentice Hall (1988)
[14] A.M. Kuethe, C.Y. Chow, Foundations of Aerodynamics - Bases of Aerodynamic Design, Wiley (1998)
[15] H.W. Liepmann, A. Roshko, Elements of Gas Dynamics, Wiley (1957)
[16] I.L. Ryhming, Dynamique des Fluides, Presses polytechniques et universitaires romandes (1985). [17] C.Guilié, cours de mécanique des fluides compressibles, (2010).
[18] S. Amiroudine, J. L. Battaglia, Mécanique des fluides, Dunod, Paris, ISBN 978-2-10- 056922-9 (2011).
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