Mécanique des fluides

Formation ECAM LaSalle Ingénieur Arts & Métiers

Données Générales
Programme Académique	Formation ECAM LaSalle Ingénieur Arts & Métiers			:
Type d'EC	Cours (LIIAem05EMecaFlu)
Cours : 24h00 TD : 21h00 TP : 12h00 Durée totale : 82h00	Statut : Obligatoire	Période : SEMESTRE 5	Langue d'enseignement : Français/Anglais

Acquis d'apprentissage
1. Identifier les phénomènes physiques fondamentaux liés à la mécanique des fluides, en statique et dynamique. 2. Appliquer un vocabulaire technique lié aux différents types de fluides et d'écoulements dans un système industriel. 3. Etre capable d'appliquer les lois de bilan fondamentales de la mécanique des fluides visqueux incompressibles en régime permanent. 4. Etre capable de modéliser et/ou dimensionner un système fluide simple lié à une application industrielle associée à la statique, l'aéraulique ou l'hydraulique. 5. Appliquer une démarche scientifique rigoureuse dans le but de caractériser mécaniquement et énergétiquement un système industriel existant lié à la mécanique des fluides. 6. Appliquer une démarche scientifique rigoureuse dans le but de concevoir et dimensionner un futur système industriel lié à la mécanique des fluides.

Acquis d'apprentissage

1. Identifier les phénomènes physiques fondamentaux liés à la mécanique des fluides, en statique et dynamique.
2. Appliquer un vocabulaire technique lié aux différents types de fluides et d'écoulements dans un système industriel.
3. Etre capable d'appliquer les lois de bilan fondamentales de la mécanique des fluides visqueux incompressibles en régime permanent.
4. Etre capable de modéliser et/ou dimensionner un système fluide simple lié à une application industrielle associée à la statique, l'aéraulique ou l'hydraulique.
5. Appliquer une démarche scientifique rigoureuse dans le but de caractériser mécaniquement et énergétiquement un système industriel existant lié à la mécanique des fluides.
6. Appliquer une démarche scientifique rigoureuse dans le but de concevoir et dimensionner un futur système industriel lié à la mécanique des fluides.

Contenu
- Définition des objectifs de la mécanique des fluides industrielle. - Présentation des différents types de fluides et de leurs propriétés (liquides et gaz, propriétés physiques des fluides, etc.). - Présentation des différentes classes d'écoulements industriels. - Notions de cinématique des fluides : approches de Lagrange et d'Euler, dérivée particulaire, ligne de courant, ligne d'émission et trajectoire. - Ecriture des équations fondamentales de bilans de masse, de quantité de mouvement et d'énergie. Présentation de ces équations sous leurs formes réduites et analyse des conditions d'application de ces équations sous ces formes simplifiées. Présentation des équations d'Euler, Navier-Stokes et Bernoulli Généralisé. - Applications industrielles de ces équations de bilan sur des écoulements « simples » (tubes de courant de fluide visqueux incompressible en régime permanent turbulent établi). - Modélisation des pertes de charges régulières et singulières pour les écoulements de fluides « réels ». Présentation des méthodes d'assemblage de ces pertes de charges, selon les positionnements en série ou en parallèle : présentation de l'analogie électrique. - Etude de réseaux hydrauliques et dimensionnement de systèmes de pompage ou de récupération d'énergie hydraulique – Applications de l'équation de Bernoulli généralisé - Notion de point de fonctionnement : sélection d'un système de pompage adapté à un objectif de débit donné dans une installation imposée. - Notion de couche limite - Efforts de traînée et de portance – Applications à l'aéronautique. - Modélisation d'un phénomène physique complexe via l'analyse dimensionnelle. - Utilisation de l'analyse de la similitude afin de compléter expérimentalement les modèles analytiques établis : essais sur maquettes à échelle réduite, définition des conditions d'utilisation des maquettes, définitions des règles de transfert des résultats obtenus sur maquettes vers les prototypes à échelle unité.

Contenu

- Définition des objectifs de la mécanique des fluides industrielle.
- Présentation des différents types de fluides et de leurs propriétés (liquides et gaz, propriétés physiques des fluides, etc.).
- Présentation des différentes classes d'écoulements industriels.
- Notions de cinématique des fluides : approches de Lagrange et d'Euler, dérivée particulaire, ligne de courant, ligne d'émission et trajectoire.
- Ecriture des équations fondamentales de bilans de masse, de quantité de mouvement et d'énergie. Présentation de ces équations sous leurs formes réduites et analyse des conditions d'application de ces équations sous ces formes simplifiées. Présentation des équations d'Euler, Navier-Stokes et Bernoulli Généralisé.
- Applications industrielles de ces équations de bilan sur des écoulements « simples » (tubes de courant de fluide visqueux incompressible en régime permanent turbulent établi).
- Modélisation des pertes de charges régulières et singulières pour les écoulements de fluides « réels ». Présentation des méthodes d'assemblage de ces pertes de charges, selon les positionnements en série ou en parallèle : présentation de l'analogie électrique.
- Etude de réseaux hydrauliques et dimensionnement de systèmes de pompage ou de récupération d'énergie hydraulique – Applications de l'équation de Bernoulli généralisé - Notion de point de fonctionnement : sélection d'un système de pompage adapté à un objectif de débit donné dans une installation imposée.
- Notion de couche limite - Efforts de traînée et de portance – Applications à l'aéronautique.
- Modélisation d'un phénomène physique complexe via l'analyse dimensionnelle.
- Utilisation de l'analyse de la similitude afin de compléter expérimentalement les modèles analytiques établis : essais sur maquettes à échelle réduite, définition des conditions d'utilisation des maquettes, définitions des règles de transfert des résultats obtenus sur maquettes vers les prototypes à échelle unité.

Prérequis / corequis
Cours de mathématiques et de mécanique de classes préparatoires

Bibliographie
Ressources essentielles : Ressources recommandées: - Vincent Caillé "Polycopié de cours de mécanique des fluides" – ECAM LaSalle, campus de Lyon - R. W. Fox, A. T. McDonald, P. J. Pritchard "Introduction to Fluid Mechanics" – 6th edition - Edition Wiley (2004) - Cengel, Y.A. and Cimbala, J.M. "Fluid Mechanics, Fundamentals and Applications" 4th Ed., McGraw Hill Education ISBN 978-1-259-69653-4

Bibliographie

Ressources essentielles :

Ressources recommandées:
- Vincent Caillé "Polycopié de cours de mécanique des fluides" – ECAM LaSalle, campus de Lyon
- R. W. Fox, A. T. McDonald, P. J. Pritchard "Introduction to Fluid Mechanics" – 6th edition - Edition Wiley (2004)
- Cengel, Y.A. and Cimbala, J.M. "Fluid Mechanics, Fundamentals and Applications" 4th Ed., McGraw Hill Education ISBN 978-1-259-69653-4

Évaluation(s)
N°	Nature	Coefficient	Objectifs
1	Exercice de mise en situation de modélisation et dimensionnement d'un système industriel lié à la mécanique des fluides en statique ou dynamique, à énergie conservative (2H)	1	1 à 6
2	Exercice de mise en situation de modélisation et dimensionnement d'un système industriel lié à la mécanique des fluides en dynamique, à énergie non conservative	1	1 à 6
3	Mesurer des grandeurs physiques liées à la mécanique des fluides (pressions, débits, pertes de charge, puissances, etc.) Analyser les résultats expérimentaux obtenus et les comparer à des modèles théoriques	1	1 à 6