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Séance de cours

Kinématique fluide: eulérien vs lagrangien

Dans cours

ME-344: Incompressible fluid mechanics

Basic lecture in incompressible fluid mechanics ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de la cinématique des fluides, y compris les approches eulériennes contre lagrangienne, les rationalisations, les champs d'accélération, et le Théorème de transport de Reynolds. Il se penche également sur l'analyse des volumes de contrôle, la conservation de masse, l'élan et la conservation de l'énergie.

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

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Concepts associés (25)

Loi de conservation

vignette|redresse|Emmy Noether est une mathématicienne allemande dont le théorème explique le lien fondamental entre la symétrie et les lois de conservation. En physique, une loi de conservation exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique reste constante au cours de l'évolution de ce système.

Conservation de la masse

La conservation de la masse (ou de Lavoisier) est une loi fondamentale de la chimie et de la physique. Elle indique non seulement qu'au cours de toute expérience, y compris si elle implique une transformation chimique, la masse se conserve, mais aussi que le nombre d'éléments de chaque espèce chimique se conserve (cette loi ne s'applique pas à l'échelle nucléaire : voir défaut de masse). Comme toute loi de conservation elle s'exprime par une équation de conservation.

Équations de Lagrange

vignette|Joseph-Louis Lagrange Les équations de Lagrange, découvertes en 1788 par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, sont une reformulation de la mécanique classique. Il s'agit d'une reformulation de l'équation de Newton, qui ne fait pas intervenir les forces de réaction. Pour cela, on exprime les contraintes que subit la particule étudiée sous la forme d'équations du type : Il n'y a qu'une équation si le mouvement est contraint à une surface, deux s'il est contraint à une courbe.

Conservation de l'énergie

La conservation de l'énergie est un principe physique, selon lequel l'énergie totale d'un système isolé est invariante au cours du temps. Ce principe, largement vérifié expérimentalement, est de première importance en physique, et impose que pour tout phénomène physique l'énergie totale initiale du système isolé soit égale à l'énergie totale finale, donc que de l'énergie passe d'une forme à une autre durant le déroulement du phénomène, sans création ni disparition d'énergie.

Particule fluide

Une particule fluide, en mécanique des fluides, est un volume élémentaire de fluide d'échelle mésoscopique. L’échelle mésoscopique est typiquement de l'ordre du micromètre. C'est une échelle d'une part suffisamment petite pour que la grandeur étudiée puisse être considérée comme ponctuelle, et d'autre part suffisamment grande pour pouvoir considérer le milieu comme continu, c'est-à-dire ne pas avoir à faire une étude discrète de toutes les molécules.

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Mécanique des fluides : approche du volume de contrôle

Couvre la cinématique des fluides, la conservation de la masse, l'élan et l'énergie à l'aide des systèmes laplacien et eulérien.

Définition fluide, Loi Pascal, CMS - Physique - Dynamique

Couvre la définition des fluides, la loi de Pascal et la conservation de l'élan dans divers scénarios impliquant des fluides et des objets.

Mécanique des fluides : contrôle du volume et économie d’énergie

Discute de l'approche du volume de contrôle en mécanique des fluides, en se concentrant sur les lois de conservation et leurs applications.

Kinématique fluide: Approche du volume de contrôle

Couvre les fondamentaux de la cinématique des fluides et l'approche du volume de contrôle dans la mécanique des fluides incompressibles.

Dynamique des fluides: Deuxième loi de Newton et conservation du momentum

Discute de la deuxième loi de Newton en dynamique des fluides, en se concentrant sur la conservation de l'élan et ses applications dans les problèmes d'ingénierie.

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