đ Cet article destinĂ© aux Ă©tudiants de physique et gĂ©ologie, il contient un cours dĂ©taillĂ© de mĂ©canique des fluides format pdf
đ Introduction
La mĂ©canique des fluides est une branche de physique. Elle Ă©tudie le comportement des fluides au repos (statique des fluides) et en mouvement (dynamique des fluides). Elle dĂ©termine l’Ă©tat (vitesse, tempĂ©rature, masse volumique, pression) d’un fluide en chaque point de l’espace oĂč Ă©volue ce dernier et Ă©ventuellement en fonction du temps.
La mĂ©canique des fluides a de nombreuses applications dans plusieurs domaines comme l’aĂ©ronautique, l’ingĂ©nierie navale, biomĂ©canique, la mĂ©tĂ©orologie, l’ocĂ©anographie et la climatologie….
C'est important de connaitre quelques notions de mécanique des fluides
đ Ecoulement permanent(stationnaire)
Un Ă©coulement est dit permanent si les grandeurs physiques (pression, tempĂ©rature, vitesse ,masse volumique) ne dĂ©pendent que des coordonnĂ©es de l’espace.
đ Ecoulement uniforme
Un Ă©coulement est dit uniforme Ă un instant si les grandeurs physiques (pression, tempĂ©rature, vitesse ,masse volumique) ne dĂ©pendent pas des coordonnĂ©es de l’espace.
đ Fluide parfait
En mécanique des fluides, un fluide est dit parfait s'il est possible de décrire son
mouvement sans prendre en compte les effets de frottement.
đ CaractĂ©ristique d’un fluide
Un fluide est un milieu qui se déforme continuellement et en permanence dÚs
qu’il est soumis Ă la moindre force de cisaillement
Un solide se dĂ©place tandis qu’un fluide s’Ă©coule
Dans les fluides, on distingue des liquides (l’eau, l’huile…) et des gaz (vapeur…)
đ DiffĂ©rence entre un liquide et un gaz
Dans un liquide les molĂ©cules sont trĂšs voisines les unes des autres, par contre dans un gaz elle sont trĂšs distantes. Il s’ensuit des forces de cohĂ©sion plus importantes dans le cas des liquides
Les liquides occupent des volumes bien dĂ©finis et ils ont des surfaces libres, par contre les gaz sont expansibles (ils occupent tout le volume qu’on leur offre
Les liquides sont pratiquement incompressibles, en revanche les gaz
sont compressibles (dĂ©finitions qu’on verra dans ce cours plus loin).
đ Statique des fluides
Dans la statique des fluides, nous nous intĂ©ressons aux cas des fluides en Ă©quilibre dans un repĂšre R. Ceci implique que les particules fluides ont une vitesse nulle dans R et par consĂ©quent qu’il n’y a aucun mouvement(relatif) des particules fluides les unes par rapport aux autres.
đ CinĂ©matique des Fluides
La cinématique, c'est l'étude du mouvement des fluides sans tenir compte des forces qui ont produit ce mouvement.
đ Types des fluides
đ Fluide incompressible
Un fluide est dit incompressible lorsque le volume occupĂ© par une masse donnĂ©e ne varie pas en fonction de la pression extĂ©rieure. Les liquides peuvent ĂȘtre considĂ©rĂ©s comme des fluides incompressibles (eau, huile, etc.)
đ Fluide compressible
Un fluide est dit compressible lorsque le volume occupé par une masse donnée varie en fonction de la pression extérieure. Les gaz sont des fluides compressibles.
Par exemple, l’air, l’hydrogĂšne, le mĂ©thane Ă l’Ă©tat gazeux, sont considĂ©rĂ©s comme des fluides compressibles
đ Analyse dimensionnelle
La mĂ©thode de l’analyse dimensionnelle permet de simplifier la forme des solutions des problĂšmes physique en rĂ©duisant le nombre de variables dont dĂ©pendent ces solutions. Ceci prĂ©sente un grand intĂ©rĂȘt en expĂ©rience et dans le recherche des solution aussi bien analytique que numĂ©rique .
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