Séance de cours

Distribution de gaz idéale bidimensionnelle

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Dans cours

CH-310: Dynamics and kinetics

The course covers the principles of chemical kinetics, including differential rate laws, derivation of exact and approximate integral rate laws for common elementary and composite reactions, fundamentals of collision and transition state theories, and appl ...

Description

Cette séance de cours couvre la dérivation de la distribution de vitesse d'un gaz idéal bidimensionnel en partant d'une distribution de vitesse unidimensionnelle et en effectuant une transformation de coordonnées appropriée. Le processus consiste à dériver une distribution bidimensionnelle des vitesses, à explorer les coordonnées polaires et à comprendre la dynamique des fluides. La séance de cours traite également du dépôt de molécules de gaz sur un tambour rotatif, illustrant une expérience de mesure de la distribution de Maxwell-Boltzmann. Divers concepts tels que le flux de molécules, la distribution des molécules déposées et l'impact de la rotation du tambour sur le dépôt des molécules sont expliqués en détail.

Enseignant·e

Ulrich Lorenz

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jakub Hruby A dirigé les thèses EPFL de Pavel Olshin, Gabriele Bongiovanni, Chengcheng Yan, Oliver Florian Harder, Mowry Nathan Junior, Constantin Richard Krüger

Source officielle

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.

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.

Tourbillon de turbulence

vignette|upright=0.75|Allées de Karman autour de Madère et des îles Canaries vignette|upright=0.75|Les courants océaniques de Oya shivo et Kuroshio se rencontrent et donnent un tourbillon de turbulence visible par la concentration du phytoplancton dans le vortex. Un tourbillon de turbulence est un élément d'une masse fluide turbulente qui a une certaine individualité et une certaine vie qui lui sont propres. Il peut être causé par un obstacle dans le flot créant un contre-courant, par une différence de densité entre deux sections du fluide ou par la rencontre de deux fluides.

Boundary conditions in fluid dynamics

Boundary conditions in fluid dynamics are the set of constraints to boundary value problems in computational fluid dynamics. These boundary conditions include inlet boundary conditions, outlet boundary conditions, wall boundary conditions, constant pressure boundary conditions, axisymmetric boundary conditions, symmetric boundary conditions, and periodic or cyclic boundary conditions. Transient problems require one more thing i.e., initial conditions where initial values of flow variables are specified at nodes in the flow domain.

Loi de distribution des vitesses de Maxwell

En théorie cinétique des gaz, la loi de distribution de vitesses de Maxwell quantifie la répartition statistique des vitesses des particules dans un gaz homogène à l'équilibre thermodynamique. Les vecteurs vitesse des particules suivent une loi normale. Cette loi a été établie par James Clerk Maxwell en 1860 et confirmée ultérieurement par Ludwig Boltzmann à partir de bases physiques qui fondent la physique statistique en 1872 et 1877.

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Séances de cours associées (64)

Maxwell-Boltzmann Distribution: Énergies cinétiques

Couvre la dérivation de la distribution Maxwell-Boltzmann des énergies cinétiques de la distribution des grandeurs de vitesse.

Fonctions de distribution plasmatique

Couvre le concept de moments de la fonction de distribution dans la physique des plasmas et leur relation à la dynamique des fluides.

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.

Systèmes de coordonnées: polaire, cylindrique, sphérique

Couvre la position, la vitesse et l'accélération dans les systèmes de coordonnées polaires, cylindriques et sphériques.

Fluctuations thermiques: Importance à l'échelle cellulaire

Explore l'impact des fluctuations thermiques à l'échelle cellulaire, en mettant l'accent sur le caractère aléatoire dans les processus biologiques et la distribution de l'énergie cinétique dans les molécules de gaz.

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Boundary conditions in fluid dynamics

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