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Le défi de la chute d'oeufs : les ingrédients

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ME-314: Projet d'ingénierie simultanée

L'étudiant apprend à appliquer les compétences acquises en travaillant dans une équipe responsable d'une portion d'un projet plus vaste. ...

Description

Cette séance de cours présente le Défi de la chute d'oeufs, où les élèves conçoivent des dispositifs pour protéger un oeuf cru contre les fissures lorsqu'il est tombé d'une haute altitude. Le défi consiste à créer des dispositifs légers et autonomes à l'aide de matériaux peu technologiques et de solutions innovantes comme les hélices autorotatives et les fluides non néotoniens.

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Concepts associés (6)

Fluide non newtonien

Un fluide non newtonien est un fluide qui ne suit pas la loi de viscosité de Newton, c'est-à-dire une viscosité constante indépendante de la contrainte. Dans les fluides non newtoniens, la viscosité peut changer lorsqu'elle est soumise à une force pour devenir plus liquide ou plus solide. Le ketchup, par exemple, devient plus coulant lorsqu'il est secoué et se comporte donc de manière non newtonienne.

Fluide newtonien

On appelle fluide newtonien (en hommage à Isaac Newton) un fluide dont la loi contrainte – vitesse de déformation est linéaire. La constante de proportionnalité est appelée viscosité. Viscosité L’équation décrivant le « comportement newtonien » en description eulérienne est : où : est la contrainte de cisaillement exercée par le fluide (à l'origine des forces de traînée), exprimée en Pa ; est la viscosité dynamique du fluide — une constante de proportionnalité caractéristique du matériau, en ; est le gradient de vitesse perpendiculaire à la direction de cisaillement, en s−1.

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.

Loi d'Ostwald–de Waele

La loi d’Ostwald-de Waele ou loi en puissance est une loi de puissance définissant les fluides sans seuil. Elle relie la contrainte de cisaillement au taux de cisaillement. La loi d’Ostwald-de Waele est un modèle mathématique simple permettant de modéliser facilement un fluide non-newtonien sans seuil en reliant la contrainte de cisaillement τ (tau) au taux de cisaillement (gamma point) : où : K est une constante : l’indice de consistance ; n un nombre sans dimension : l’indice d’écoulement.

Fluide (matière)

Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les liquides, les gaz et les plasmas. Gaz et plasmas sont très compressibles, tandis que les liquides le sont très peu (à peine plus que les solides). La transition de l'état liquide à l'état gazeux (ou réciproquement) est en général de premier ordre, c'est-à-dire brusque, discontinue.

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Comprendre la viscosité : les fluides newtoniens

Explore la viscosité dans les fluides newtoniens, en discutant de la contrainte de cisaillement, de la vitesse de déformation de cisaillement et de la compressibilité, avec des exemples de comportements d'épaississement et d'amincissement du cisaillement.

Faites glisser sur une Sphère et des Mécaniques Fluides Newtoniens

Couvre l'analyse de la traînée sur une sphère en mécanique des fluides newtoniens, en se concentrant sur les paramètres clés et la signification du nombre de Reynolds.

Mécanique fluide incompressible: Viscosité et hydrostatique

Explore la viscosité, les relations stress-souche et les équilibres de force dans la mécanique des fluides incompressibles.

Mécanique fluide incompressible

Explore la mécanique des fluides incompressibles, couvrant la viscosité, la distribution de la pression, l'équilibre de la force et négligeant les faces de cisaillement.

Mécanique des fluides : fluides newtoniens et non newtoniens

Couvre les caractéristiques des fluides newtoniens et non newtoniens, y compris leur comportement sous contrainte de cisaillement et leurs applications pratiques en ingénierie.

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