Ce cours de 3 crédits a pour objectif d’introduire les étudiants aux principaux concepts de base de la mécanique des fluides numérique (CFD) en général, et plus particulièrement à ceux associés aux méthodes de différences finies (MDF) et des volumes finis (MVF). Ces concepts seront appliqués à la simulation numérique d’écoulements typiquement rencontrés dans les applications de génie mécanique.
À la fin du cours, l’étudiant sera capable :
• 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 finies et volumes finies pour des cas simples (1D, 2D stationnaire et instationnaire);
• de modéliser des problèmes simples et complexes en utilisant un logiciel commercial de CFD (STAR-CCM+) 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/étude numérique CFD.

Chaque semaine, 3 heures d’enseignement magistral sont prévues. Ces périodes d’enseignement devraient être complétées par de l’étude et du travail personnel correspondant à environ 5 heures par semaine en moyenne.
En complément aux notions théoriques vues en classe, des exercices en programmation scientifique et/ou CFD seront proposés lors des séances de travaux pratiques. Ainsi, des exemples de calcul d’écoulements turbulents appliqués au génie mécanique seront proposés comme projets d’applications.

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La note finale sera établie à partir des travaux de laboratoire, du projet et examen intra en fonction de la pondération suivante :

• Projet numérique              5 %
• Examen intra                    50 %
• Projet CFD                       45 %

Le projet est évalué par la remise d’un rapport écrit. La note de passage est fixée de manière globale à 50 %, mais une moyenne d’au moins 50 % à l’examen est nécessaire pour passer le cours.

Remarques

• L’examen  intra est d’une durée prévue de  3  heures et se  déroulera durant une période   de cours.
• L’utilisation des calculatrices est permise aux examens.
• La documentation permise à l’examen intra est autorisée.
• La date du projet sera confirmée en classe.
• Les travaux remis en retard et sans justification valable seront pénalisés.

Les travaux remis en retard et sans justification valable seront pénalisés.

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).

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• Patankar S.V., Numerical heat transfer and fluid flow, McGraw-Hill, 1980
• Versteeg H. K., Malalasekera, An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method, Second edition, Pearson, 2007
• Essential CFD, Zikanov O., Wiley, 2010
• Fletcher C.A.J., Computational technique for fluid dynamics, Second edition, Springer, 1997
• CFD, Ferziger J.H., Peric M., 3rd Edition, Springer, 2002
• CFD, Chung T.J., 2nd Edition, Cambridge University Press, 2010
• Modeling and simulation of turbulent flows, Schistel R., Wiley, 2007
• CFD Principles and applications, Blazek J., 3rd Edition, Elsevier, 2015
• Une série de vidéos très instructives sur le site du National Committee for Fluid Mechanics Films (NCFMF) : http://web.mit.edu/hml/ncfmf.html

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