Acquérir les concepts de base de la mécanique des fluides numériques (CFD) en général et plus particulièrement ceux associés aux méthodes de différences finis (MDF) et des volumes finis (MVF). Appliquer ces concepts à la simulation numérique d’écoulements typiquement rencontrés dans les applications de génie mécanique.
À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
- d’appliquer les mathématiques de base de la méthode des différences finis et des volumes finis à des modèles simples;
- de résoudre des problèmes de différences et de volumes finis pour des cas simples (1D, stationnaire et instationnaire);
- de modéliser des problèmes simples et complexes en utilisant un logiciel commercial de CFD et interpréter les résultats;
- de concevoir et analyser des expériences de fluide numérique;
- de rédiger un rapport de qualité professionnelle présentant toutes les étapes d’une analyse CFD.
Rappel des principales équations de conservation. Principes de base et rappel des méthodes numériques (dérivation et intégration). Applications au problème de diffusion pure (1D, stationnaire et instationnaire). Applications au problème de transport-diffusion (1D, stationnaire et instationnaire). Introduction à la méthode des volumes finis. Applications aux calculs d’écoulements : Équations de Navier-Stokes et algorithmes pour le calcul de la pression. Introduction à la turbulence et à sa modélisation. Applications aux calculs d’écoulements turbulents. Évaluation critique d’une solution d’écoulement obtenue par CFD.
Séances de travaux pratiques composés d’exercices choisis pour illustrer la théorie vue en classe. Laboratoires d’introduction à l’utilisation de logiciels spécialisés en CFD typiquement utilisés par l’industrie pour permettre de mettre en pratique les notions vues en classe. Projet de calcul d’écoulements turbulents appliqués au génie mécanique.