1. Organisation du cours
Sem.
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Description
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Lectures complémentaires*
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Exercices**
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01-03
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1. Introduction, concepts de base et rappels
- Notations vectorielle et indicielle
- Conservation de la masse, de la quantité
de mouvement et de l’énergie
- Contraintes, déformation et fluide newtonien
- Équations de Navier-Stokes, d’Euler et
de Bernoulli
- Forme adimensionnelle des équations
- Nombres de Reynolds et de Mach
- Décomposition de Helmholtz
- Écoulements potentiels
- Écoulements compressibles et processus longitudinaux : Ondes de pression
- Écoulements rotationnels et processus transversaux : Cisaillement
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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
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04-05
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2. Écoulements compressibles et irrotationnels
- Vitesse du son et ondes infinitésimales
- Écoulements subsonique et supersonique
- Ondes d’amplitudes finies (non-linéarité)
- Compression et ondes de choc
- Expansion et ondes de Prandtl-Meyer
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15.1
15.3
15.4, 15.8, 15.5
15.8
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06-08
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3. Écoulements incompressibles et rotationnels
- Forme rotationnelle des équations
de Navier-Stokes incompressibles
- Vorticité, tourbillon et circulation
- Loi de Biot-Savart
- Équation de la dynamique de vorticité
- Production de vorticité
- Écoulements rotationnels sans effet visqueux et théorèmes de Helmholtz
- Écoulements externes et couches limites
- Séparation et rattachement
- Écoulements internes
- Écoulements secondaires
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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
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09-10
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4. Stabilité hydrodynamique et transition
- Stabilité linéaire et analyse modale
- Instabilité de Kelvin-Helmholtz
- Équation de Orr-Sommerfeld
- Ondes de Tollmien-Schlichting
- Instabilités secondaires et transition
- Autres mécanismes d’instabilité
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11.1, 11.2
11.3
11.8-11.10
11.11
11.12, 11.13
11.4-11.7, 13.16, 13.17
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11-13
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5. Turbulence
- Description générale et caractéristiques
- Décomposition de Reynolds et équations de Navier-Stokes moyennées
- Équations d’énergie cinétique moyenne et de turbulence
- Échelles caractéristiques de la turbulence et
cascade d’énergie
- Production et dissipation de la turbulence
- Turbulence et vorticité
- Écoulements turbulents libres
- Écoulements turbulents avec paroi
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12.1-12.3
12.5
12.7
12.7
12.7
12.8
12.9
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* 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.
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Dates
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Description
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Remarques
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01
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11 jan.
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C — Introduction, concepts de base et
rappels – I
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Film (NCFMF 607)
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02
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18 jan.
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C — Introduction, concepts de base et
rappels – II
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Films (NCFMF 621 et 608)
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03
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25 jan.
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C — Introduction, concepts de base et rappels – III
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Film (NCFMF 609)
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04
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01 fév.
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C — Écoulements compressibles et
irrotationnels – I
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Film (NCFMF 611)
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05
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08 fév.
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C — Écoulements compressibles et
irrotationnels – II
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Film (NCFMF 616)
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06
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15 fév.
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C — Écoulements incompressibles et
rotationnels – I
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Films (NCFMF 605 et 606)
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07
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22 fév.
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C — Écoulements incompressibles et
rotationnels – II
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Film (NCFMF 623)
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01 mars
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Congé relâche
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08
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08 mars
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C — Écoulements incompressibles et
rotationnels – III
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Film (NCFNF 612)
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09
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15 mars
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C — Stabilité hydrodynamique et transition – I
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Film (NCFMF 619)
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10
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22 mars
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C — Stabilité hydrodynamique et transition – II
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Date limite d’abandon : 16 mars
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11
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29 mars
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C — Turbulence – I
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Film (NCFMF 626)
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12
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05 avril
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C — Turbulence – II
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13
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12 avril
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C — Turbulence – III
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Examen-maison (date à confirmer)
Fin des cours : 12 avril
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* 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.html. NCFMF 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.