Séance de cours

La vie à faible nombre de Reynolds: l'hydrodynamique de Flagella et le flux sanguin

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Dans cours

BIO-244: Physics of the cell

Living organisms evolve in a physical world: their cells respond to mechanics, electricity and light. In this course, we will describe the behavior and function of cells using physical principles. ...

Description

Cette séance de cours explore l'hydrodynamique des flagelles, les modélisant comme des chaînes de petites tiges pour comprendre comment elles propulsent les cellules vers l'avant. Il explore les conséquences des faibles flux de nombres de Reynolds et les forces de traînée impliquées dans la propulsion. En outre, un modèle simple pour le flux sanguin dans les vaisseaux est présenté, en tenant compte de facteurs tels que la différence de pression et de viscosité. La séance de cours couvre également le concept de résistance hydrodynamique et la façon dont les dimensions des vaisseaux affectent le débit pour maintenir le flux d'oxygène vers les organes.

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Enseignant·e

Alexandre Louis André Persat

Expertise MicrobiologyTissue EngineeringInfectious diseasesBiomechanicsMechanobiologyBiophysicsFluid dynamics Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jann Lukas Ledergerber, Dea Mariette Müller, Marin Paul Geoffroy Marie Ollagnon, Han-Yi Huang, Alice Pellegrino, Shiro Otaki, Chia-Ni Tsai, Po-Long Hsiao A dirigé les thèses EPFL de Lorenzo Anton-Louis Talà, Xavier Pierrat, Tamara Rossy, Alice Cont, Jeremy Wong, Sourabh Monnappa Kuppanda Jafri, Tania Distler A co-dirigé les thèses EPFL de Gabriele Gambar

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique des fluides

Concepts associés (29)

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.

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.

Nombre de Reynolds

En mécanique des fluides, le , noté , est un nombre sans dimension caractéristique de la transition laminaire-turbulent. Il est mis en évidence en par Osborne Reynolds. Le nombre de Reynold est applicable à tout écoulement de fluide visqueux, et prévoit son régime. Pour des petites valeurs de , le régime est dominé par la viscosité et l'écoulement est laminaire. Pour les grandes valeurs de , le régime est dominé par l'inertie et l'écoulement est turbulent.

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.

Viscosité

La viscosité (du latin viscum, gui, glu) peut être définie comme l'ensemble des phénomènes de résistance au mouvement d'un fluide pour un écoulement avec ou sans turbulence. La viscosité diminue la liberté d'écoulement du fluide et dissipe son énergie. Deux grandeurs physiques caractérisent la viscosité : la viscosité dynamique (celle utilisée le plus généralement) et la seconde viscosité ou la viscosité de volume. On utilise aussi des grandeurs dérivées : fluidité, viscosité cinématique ou viscosité élongationnelle.

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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.

Inviscid Flows : Comprendre la dynamique des fluides

Explore les flux d'invisides, l'importance du nombre de Reynolds, les déformations linéaires et les changements de volume dans la dynamique des fluides.

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Dynamique des fluides

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