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L'école d'ingénieurs de physique, électronique, matériaux

Phelma - Master EP - TC - Thermohydraulique

Thermohydraulique : Mécaniques des fluides et Convection


Durée 26 h - S. Barre - S. Tardu

Première partie

Mécanique des fluides - durée 14h (S. Barre)

L'objectif de ce cours est de présenter un certain nombre de bases de la mécanique des fluides de façon à assurer un socle de connaissances permettant d'aborder les autres cours du Master où l'on étudie un certain nombre d'applications liées à la mécanique des fluides.

Ce cours est théoriquement fait pour des étudiants ayant un bagage minimal en mécanique des fluides (ceux issus des filières physique en particulier). Toutefois l'enseignant s'efforce chaque année d'adapter son contenu. En particulier dans les cas où bon nombre d'étudiants posséderaient un bon niveau en mécanique des fluides (filière mécanique) il est envisageable d'approfondir certains domaines plus spécifiques de la dynamique des fluides tels que par exemple la turbulence ou les écoulements supersoniques.

Le contenu de base est donc le suivant:

  1. Etablissement des équations de Navier-Stokes en écoulement laminaire incompressible : application à des écoulements typiques tels que Couette, Poiseuille en particulier.
  2. Obtention des équations de conservation de l'énergie et des bilans de quantité de mouvement en hypothèse de fluide parfait:
    1. Calcul d'écoulement réalistes de type réseaux hydrauliques, pompes, éoliennes, turbines en particulier.
    2. Calcul des efforts hydrodynamique par bilan de quantité de mouvement (théorème d'Euler).
  3. Présentation des bases concernant la couche limite laminaire en incompressible:
    1. Obtention des équations de Von Karman et des épaisseurs caractéristiques.
    2. Bilan intégral de quantité de mouvement de Von Karman.
    3. Calcul de frottement pariétal
  4. Ecoulement compressible monodimensionnel stationnaire de gaz parfait:
    1. Rappel de thermodynamique: 1er et 2ème principes, transformation isentropique, grandeurs d'arrêt, entropie.
    2. Bilan de quantité de mouvement en compressible, tuyère supersonique, notion de blocage sonique.

Deuxième partie

Convection - durée 12 h (S. Tardu)
  1. Analyse des échelles en convection
    1. Convection forcée
    2. Convection naturelle
    3. Similitude
  2. Convection forcée laminaire externe
    1. Couches limites mécanique et thermique
    2. Cas de la plaque plane
    3. Autres géométries
  3. Convection forcée laminaire interne
    1. Régime thermique dans le cas d'un régime mécanique établi
    2. Régime thermique dans le cas d'un régime mécanique non établi 
  4. Convection forcée turbulente
    1. Cas de la plaque plane
    2. Cas du tube de section constante
    3. Autres géométries
    4. Corrélations empiriques
  5. Convection naturelle
    1. Convection naturelle externe : plaque plane verticale, autres géométries ou configurations
    2. Convection naturelle interne : entre deux plaques planes, dans un cylindre, dans une enceinte
  6. Convection mixte
    1. Convection mixte externe
    2. Convection mixte interne

mise à jour le 29 juillet 2009

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes