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Responsable(s) Louis Dufresne

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Cours

1. Organisation du cours

Sem.

Description

Lectures complémentaires*

Exercices**

01-03

1.   Introduction, concepts de base et rappels

  1. Notations vectorielle et indicielle
  2. Conservation de la masse, de la quantité
    de mouvement et de l’énergie
  3. Contraintes, déformation et fluide newtonien
  4. Équations de Navier-Stokes, d’Euler et
    de Bernoulli
  5. Forme adimensionnelle des équations
  6. Nombres de Reynolds et de Mach
  7. Décomposition de Helmholtz
  8. Écoulements potentiels
  9. Écoulements compressibles et processus longitudinaux : Ondes de pression
  10. Écoulements rotationnels et processus transversaux : Cisaillement

 

2.1-2.13

4.1, 4.2, 4.4, 4.8

 

4.5

4.6, 4.9, 4.10

 

4.11

 

 

7.1, 7.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

04-05

2.  Écoulements compressibles et irrotationnels

  1. Vitesse du son et ondes infinitésimales
  2. Écoulements subsonique et supersonique
  3. Ondes d’amplitudes finies (non-linéarité)
  4. Compression et ondes de choc
  5. Expansion et ondes de Prandtl-Meyer

 

15.1

15.3

 

15.4, 15.8, 15.5

15.8

 

 

 

 

 

 

06-08

3.  Écoulements incompressibles et rotationnels

  1. Forme rotationnelle des équations
    de Navier-Stokes incompressibles
  2. Vorticité, tourbillon et circulation
  3. Loi de Biot-Savart
  4. Équation de la dynamique de vorticité
  5. Production de vorticité
  6. Écoulements rotationnels sans effet visqueux et théorèmes de Helmholtz
  7. Écoulements externes et couches limites
  8. Séparation et rattachement
  9. Écoulements internes
  10. Écoulements secondaires

 

5.4
 

5.1

5.5

 

 

5.2, 5.3
 

8.4, 9.1, 9.4, 9.10

9.7

8.1, 8.2

9.11

 


 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

09-10

4.  Stabilité hydrodynamique et transition

  1. Stabilité linéaire et analyse modale
  2. Instabilité de Kelvin-Helmholtz
  3. Équation de Orr-Sommerfeld
  4. Ondes de Tollmien-Schlichting
  5. Instabilités secondaires et transition
  6. Autres mécanismes d’instabilité

 

11.1, 11.2

11.3

11.8-11.10

11.11

11.12, 11.13

11.4-11.7, 13.16, 13.17

 

 

 

 

 

 

 

11-13

5.  Turbulence

  1. Description générale et caractéristiques
  2. Décomposition de Reynolds et équations de Navier-Stokes moyennées
  3. Équations d’énergie cinétique moyenne et de turbulence
  4. Échelles caractéristiques de la turbulence et
    cascade d’énergie
  5. Production et dissipation de la turbulence
  6. Turbulence et vorticité
  7. Écoulements turbulents libres
  8. Écoulements turbulents avec paroi

 

12.1-12.3

12.5

 

12.7

 

12.7

 

12.7

 

12.8

12.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*  Les sections de lectures complémentaires réfèrent à Kundu et al. (2016) sauf indication contraire.

**  Les exercices suggérés seront spécifiés en classe.

 

 

 

2. Calendrier des activités

Sem.

Dates

Description

Remarques

01

11 jan.
 

C —  Introduction, concepts de base et
rappels – I


Film (NCFMF 607)

02

18 jan.

C —  Introduction, concepts de base et
rappels – II


Films (NCFMF 621 et 608)

03

25 jan.

C —  Introduction, concepts de base et rappels – III


Film (NCFMF 609)

04

01 fév.

C —  Écoulements compressibles et
irrotationnels – I


Film (NCFMF 611)

05

08 fév.

C —  Écoulements compressibles et
irrotationnels – II


Film (NCFMF 616)

06

15 fév.
 

C —  Écoulements incompressibles et
rotationnels – I


Films (NCFMF 605 et 606)

07

22 fév.

C —  Écoulements incompressibles et
rotationnels – II

Film (NCFMF 623)

 

01 mars

Congé relâche

 

08

08 mars

C —  Écoulements incompressibles et
rotationnels – III

Film (NCFNF 612)

09

15 mars

C —  Stabilité hydrodynamique et transition – I

Film (NCFMF 619)

10

22 mars

C —  Stabilité hydrodynamique et transition – II

Date limite d’abandon : 16 mars

11

29 mars

C —  Turbulence – I

Film (NCFMF 626)

12

05 avril

C —  Turbulence – II

 

13

12 avril

C —  Turbulence – III

Examen-maison (date à confirmer)

Fin des cours : 12 avril

*  Les films du National Committee for Fluid Mechanics Films (NCFMF) sont disponibles (pour visualisation seulement) sur le site du cours ainsi qu’au http://web.mit.edu/hml/ncfmf.htmlNCFMF 607 : Flow Visualization; NCFMF 621 : Eulerian Lagrangian Description; NCFMF 608 : Deformation of Continuous media; NCFMF 609 : Pressure Fields and Fluid Acceleration; NCFMF 611 : Waves in Fluids; NCFMF 616 : Channel Flow of a Compressible Fluid; NCFMF 605 : Vorticity part 1; NCFMF 606 : Vorticity part 2; NCFMF 623 : Fundamentals of Boundary Layers; NCFMF 612 : Secondary Flow; NCFMF 619 : Flow Instabilities; NCFMF 626 : Turbulence.