Séance de cours

Equations de Navier-Stokes : Simulation de flux numérique

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Dans cours

ME-474: Numerical flow simulation

This course provides practical experience in the numerical simulation of fluid flows. Numerical methods are presented in the framework of the finite volume method. A simple solver is developed with Matlab, and a commercial software is used for more complex ...

Description

Cette séance de cours couvre les équations de Navier-Stokes, en se concentrant sur les défis et les solutions dans la simulation de flux numérique. Les sujets abordés comprennent les équations couplées, les problèmes de damier de pression et la mise en œuvre de grilles décalées pour améliorer la précision et la stabilité. L'instructeur explique la discrétisation des équations de momentum et de continuité en 1D et 2D, en soulignant l'importance de maintenir la cohérence physique dans la dynamique des fluides computationnelle.

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Enseignant·e

Edouard Boujo

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Concepts associés (28)

Dynamique des fluides

La dynamique des fluides (hydrodynamique ou aérodynamique), est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux. Elle fait partie de la mécanique des fluides avec l'hydrostatique (statique des fluides). La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande de calculer diverses propriétés des fluides comme la vitesse, la viscosité, la densité, la pression et la température en tant que fonctions de l'espace et du temps.

Équation d'Einstein

vignette|Équation sur un mur à Leyde. L’'équation d'Einstein ou équation de champ d'Einstein' (en anglais, Einstein field equation ou EFE), publiée par Albert Einstein, pour la première fois le , est l'équation aux dérivées partielles principale de la relativité générale. C'est une équation dynamique qui décrit comment la matière et l'énergie modifient la géométrie de l'espace-temps. Cette courbure de la géométrie autour d'une source de matière est alors interprétée comme le champ gravitationnel de cette source.

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est un domaine de la physique consacré à l’étude du comportement des fluides (liquides, gaz et plasmas) et des forces internes associées. C’est une branche de la mécanique des milieux continus qui modélise la matière à l’aide de particules assez petites pour relever de l’analyse mathématique, mais assez grandes par rapport aux molécules pour être décrites par des fonctions continues. Elle comprend deux sous-domaines : la statique des fluides, qui est l’étude des fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui est l’étude des fluides en mouvement.

Quantité de mouvement

En physique, la quantité de mouvement est le produit de la masse par le vecteur vitesse d'un corps matériel supposé ponctuel. Il s'agit donc d'une grandeur vectorielle, définie par , qui dépend du référentiel d'étude. Par additivité, il est possible de définir la quantité de mouvement d'un corps non ponctuel (ou système matériel), dont il est possible de démontrer qu'elle est égale à la quantité de mouvement de son centre d'inertie affecté de la masse totale du système, soit (C étant le centre d'inertie du système).

Équation du mouvement

L'équation du mouvement est une équation mathématique décrivant le mouvement d'un objet physique. En général, l'équation du mouvement comprend l'accélération de l’objet en fonction de sa position, de sa vitesse, de sa masse et de toutes variables affectant l'une de celles-ci. Cette équation est surtout utilisée en mécanique classique et est normalement représentée sous la forme de coordonnées sphériques, coordonnées cylindriques ou coordonnées cartésiennes et respecte les lois du mouvement de Newton.

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Dynamique des fluides : Fluides idéaux

Explore les modèles physiques pour les microsystèmes, les fluides idéaux, les équations Navier-Stokes, les fluides incompressibles, le nombre de Reynolds et la dynamique moléculaire.

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Turbulences en astrophysique : Décomposition de Reynolds

Couvre la modélisation des instabilités des fluides avec la théorie de la perturbation linéaire et explore lorigine de limprévisibilité dans la turbulence à travers les équations de Navier-Stokes.

Inviscid Flows : Comprendre la dynamique des fluides

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Couvre la théorie de la formation des ondes de choc dans le flux isentropique.

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