Séance de cours

Fluidique: Fondamentaux et applications

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Dans cours

MICRO-470: Scaling laws in micro & nanosystems

This class adresses scaling laws in MEMS/NEMS. The dominant physical effects and scaling effects when downsizing sensors and actuators in microsystems are discussed, across a broad range of actuation principles. ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux de la fluidique, en se concentrant sur des sujets tels que le nombre de Reynolds, l'écoulement laminaire, les tourbillons, la nage à faible nombre de Reynolds, la sédimentation des particules, la perte de charge, les profils d'écoulement et les forces de portance. Il traite également du comportement des particules dans les flux laminaires, y compris l'utilisation d'obstacles pour le tri, la mise au point due aux forces de levage et l'effet Dean dans les canaux courbes. En outre, il explore les flux de gaz et le nombre de Knudsen, mettant en évidence le régime de flux continu et la transition vers le flux de molécules libres. Le contenu est soutenu par des exemples et des calculs numériques.

Enseignant·e·s (3)

Herbert Shea

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Myoung Ju Kim, Xintong Tong, Huapeng Zhang, Rohit Kadungamparambil John, Yichi Luo, Lucas Aurélien Jourdan, Ayana Mizutani, Donghyun Kim A dirigé les thèses EPFL de Michael Bodendorfer, Renato Krpoun, Samuel Rosset, Muhamed Niklaus, Kaustav Ghose, Samin Akbari, Vinu Lalgudi Venkatraman, Luc Maffli, Simon Dandavino, Tobias Bandi, Subha Chakraborty, Pietro Romano, Alexandre Poulin, Marianna Fighera, Nadine Besse, Alexis Pierre Henri Marette, Reto Wiesendanger, Fr

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

Niels Quack

Prof. Dr. Niels Quack received the M.Sc. degree from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 2005, and the Dr.Sc. degree from Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Zürich, Switzerland, in 2010. From 2011 to 2015, he was Postdoctoral Researcher and Visiting Scholar with the Integrated Photonics Laboratory, Berkeley Sensor and Actuator Center, University of California, Berkeley, CA, USA. From 2014 to 2015, he was Senior MEMS Engineer with Sercalo Microtechnology, Neuchâtel, Switzerland. He is currently an SNSF Assistant Professor with Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland. He has authored and co-authored more than 50 papers in leading technical journals and conferences. His research interests include photonic micro and nanosystems, with an emphasis on diamond photonics and silicon photonic MEMS. He is Steering Committee Member of the IEEE International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics (OMN) and served as General Chair of the IEEE OMN 2018 and the Latsis Symposium 2019 on Diamond Photonics. He is a Senior Member of IEEE, Member of The Optical Society (OSA) and life member of SPIE.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique des fluides

Concepts associés (32)

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.

Écoulement laminaire

En mécanique des fluides, l'écoulement laminaire est le mode d'écoulement d'un fluide où l'ensemble du fluide s'écoule plus ou moins dans la même direction, sans que les différences locales se contrarient (par opposition au régime turbulent, fait de tourbillons qui se contrarient mutuellement). L'écoulement laminaire est généralement celui qui est recherché lorsqu'on veut faire circuler un fluide dans un tuyau (car il crée moins de pertes de charge), ou faire voler un avion (car il est plus stable, et prévisible par les équations).

Flow velocity

In continuum mechanics the flow velocity in fluid dynamics, also macroscopic velocity in statistical mechanics, or drift velocity in electromagnetism, is a vector field used to mathematically describe the motion of a continuum. The length of the flow velocity vector is the flow speed and is a scalar. It is also called velocity field; when evaluated along a line, it is called a velocity profile (as in, e.g., law of the wall).

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.

Mécanique des milieux continus

La mécanique des milieux continus est le domaine de la mécanique qui s’intéresse à la déformation des solides et à l’ des fluides. Ce dernier point faisant l’objet de l’article Mécanique des fluides, cet article traite donc essentiellement de la mécanique des solides déformables. Le tableau suivant indique les divers domaines couverts par la mécanique des milieux continus. Si l'on regarde la matière de « très près » (échelle nanoscopique), la matière est granulaire, faite de molécules.

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Lois sur la conservation et équation de Bernoulli

Couvre les lois de conservation dans la dynamique des fluides, y compris l'effet Venturi et l'équation Bernoulli.

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.

Dynamique des fluides : lois et équations de conservation différentielles

Couvre l'approche différentielle de la dynamique des fluides, en se concentrant sur les lois de conservation et le tenseur de stress de Cauchy.

L'équation de continuité, la 2e loi de Newton dans le concept eulérien

Couvre l'équation de continuité pour un débit laminaire stable et la 2e loi de Newton.

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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Écoulement laminaire

Flow velocity

Mécanique des fluides

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