Séance de cours

Mécanique des fluides : Analyse du débit potentiel 2D

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Dans cours

ME-280: Fluid mechanics (for GM)

Basic lecture in fluid mechanics ...

Description

Cette séance de cours sur la mécanique des fluides porte sur le chapitre 6, consacré à l'analyse différentielle. L'instructeur discute des débits potentiels 2D, y compris les débits potentiels de base du plan et les superpositions. La séance de cours touche également à l'ascenseur et à la traînée sur une poche d'air, ainsi que la motivation derrière le flux potentiel autour des corps 2D.

Enseignant·e

Tobias Schneider

Tobias Schneider is an assistant professor in the School of Engineering at EPFL, the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne. He received his doctoral degree in theoretical physics in 2007 from the University of Marburg in Germany working on the transition to turbulence in pipe flow. He then joined Harvard University as a postdoctoral fellow. In 2012 Tobias Schneider returned to Europe to establish an independent Max-Planck research group at the Max-Planck Institute for Dynamics and Self-Organization in Goettingen. Since 2014, he is working at EPFL, where he teaches fluid mechanics and heads the 'Emergent Complexity in Physical Systems' laboratory. Tobias Schneider's research is focused on nonlinear mechanics with specific emphasis on spatial turbulent-laminar patterns in fluid flows transitioning to turbulence. His lab combines dynamical systems and pattern-formation theory with large-scale computer simulations. Together with his team, Schneider develops computational tools and continuation methods for studying the bifurcation structure of nonlinear differential equations such as those describing the flow of a fluid. These tools are published as open-source software at channelflow.ch. Publications: Google Scholar

Source officielle

Concepts associés (32)

Portance (aérodynamique)

La portance aérodynamique est la composante de la force subie par un corps en mouvement dans un fluide qui s'exerce perpendiculairement à la direction du mouvement (au vent relatif). Cela concerne les aérodynes (engins plus denses que l'air). lang=fr |vignette |304x171px Un corps placé dans un écoulement d'air (ou d'eau) subit une force aérodynamique (ou hydrodynamique). Pour l'analyse, on décompose cette force en une composante parallèle au vent relatif : la traînée (voir aussi Aérodynamique), et une composante perpendiculaire au vent relatif : la portance.

Profil (aérodynamique)

Le profil d'un élément aérodynamique est sa section longitudinale (parallèle au vecteur vitesse). Sa géométrie se caractérise par une cambrure (inexistante s'il est symétrique), une épaisseur et la distribution de l'épaisseur (rayon du bord d'attaque, emplacement de l'épaisseur maximale). À fluide, vitesse et angle d'attaque donnés, cette géométrie détermine l’écoulement du fluide autour du profil, par conséquent l'intensité des forces générées à tout moment, portance et traînée.

Traînée

En mécanique des fluides, la traînée ou trainée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corps dans un liquide ou un gaz et agit comme un frottement. Mathématiquement, c'est la composante des efforts exercés sur le corps, dans le sens opposé à la vélocité relative du corps par rapport au fluide. En aérodynamique, c'est, avec la portance, l'une des deux grandeurs fondamentales. Le rapport entre portance et traînée s'appelle la finesse.

Coefficient de traînée

En dynamique des fluides, le coefficient de traînée, dont le symbole normalisé est Cx, CA ou CD ( en anglais, en allemand) fait partie de la famille des coefficients aérodynamiques. C'est un nombre sans dimension qui est utilisé pour quantifier la traînée ou résistance d'un objet dans un fluide (comme, par exemple, l'air ou l'eau). Il est toujours associé à une surface particulière (selon le contexte, appelée maître-couple, surface alaire ou plus généralement surface de référence).

Voilure supercritique

Une voilure supercritique est en aéronautique un profil d'aile dont la vitesse critique est plus grande que pour une voilure conventionnelle. La vitesse critique de l'avion est celle qui provoque localement un écoulement supersonique de l'air sur la partie supérieure de l'aile et induit une trainée d'onde. Le Mach critique est celui où, l'avion étant à une vitesse inférieure à celle du son, l'écoulement commence à devenir supersonique sur une partie du profil. Le régime d'écoulement est alors transsonique.

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Séances de cours associées (64)

Flux potentiel : Forces sur des objets solides

Discute des forces sur les objets solides dans le flux potentiel, y compris les calculs de levage et de traînée et l'analyse du flux autour des corps 2D.

Couches limites : Recapture et effets sur le glissement et le levage

Couvre l'importance des couches limites, les effets de viscosité sur la traînée et le levage.

Concepts de la couche limite

Explorer les concepts de couche limite, l'impact de viscosité, les forces de traînée et de levage, et l'analyse dimensionnelle du débit des tuyaux.

Turbulence : Simulation numérique de flux

Explore les caractéristiques de la turbulence, les méthodes de simulation et les défis de modélisation, fournissant des lignes directrices pour le choix et la validation des modèles de turbulence.

Rapprochements des flux invisibles

Discute des approximations dans l'écoulement incompressible, instable et inviscide, le levage, la traînée, la viscosité et la déformation des éléments fluides.

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