Séance de cours

Shadowgraphy : Visualisation des variations de densité

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Dans cours

ME-343: Mécanique des fluides compressibles

Fluides compressibles, vitesse sonique, ondes de choc, détente. ...

Description

Cette séance de cours introduit la shadowgraphie, une méthode simple pour visualiser les variations de densité dans les flux de fluides en utilisant une source de lumière et des rayons parallèles. En analysant la déviation des rayons lumineux traversant des régions de densité variable, la séance de cours explique comment la shadowgraphie peut révéler des structures cohérentes dans des flux turbulents.

Enseignant·e

Flavio Noca

Expertise Fluid MechanicsAerodynamicsDrone Wind & Weather FacilitiesHydrodynamicsCarbon NanotubesExperimental TechniquesBio-Inspired PropulsionSports Aerodynamics & Hydrodynamics Expertise Fluid MechanicsAerodynamicsDrone Wind & Weather FacilitiesHydrodynamicsCarbon NanotubesExperimental TechniquesBio-Inspired PropulsionSports Aerodynamics & Hydrodynamics Current work

Wind & Weather Facilities for Drones - Unsteady Aerodynamics - Advanced Flow Diagnostics Techniques Education PhD | Unsteady Aerodynam

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Concepts associés (14)

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.

Turbulence

vignette|Léonard de Vinci s'est notamment passionné pour l'étude de la turbulence. La turbulence désigne l'état de l'écoulement d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les écoulements turbulents se caractérisent donc par une apparence très désordonnée, un comportement difficilement prévisible et l'existence de nombreuses échelles spatiales et temporelles.

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.

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).

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.

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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.

Instabilité : perturbations optimales et mécanismes de soulèvement

Explore l'instabilité des différents types d'écoulement et des mécanismes de soulèvement dans les couches limites.

Oscillateurs & Amplificateurs Fluides

Explore les oscillateurs et les amplificateurs de fluide, couvrant la dynamique non linéaire, les corrections de fréquence, les contraintes de Reynolds et la théorie de la bifurcation.

Dynamique des fluides : champs scalaires et vectoriels

Couvre les champs scalaires et vectoriels dans la dynamique des fluides, les descriptions eulériennes vs lagrangiennes, le chemin des particules fluides et les écoulements laminaires vs turbulents.

Introduction à la convection libre : Gouverner les équations

Explore la convection libre, les équations de la couche limite d'écoulement laminaire et les principes de transfert de chaleur.

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