resume dynamique fluides
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.ÏDBOJRVF EFT ýVJEFT
3FMBUJPO EF #FSOPVMMJ
L’axe Oz est pris selon la verticale ascendante.
** %ZOBNJRVF EFT ýVJEFT QBSGBJUT
²DPVMFNFOU TUBUJPOOBJSF JODPNQSFTTJCMF FU JSSPUBUJPOOFM EVO ýVJEF IPNPHÒOF
Fluide parfait : on néglige la viscosité et la tension superficielle.
P v2
+
+gz =C ; µ 2
²RVBUJPO E&VMFS
On considère un fluide parfait, dans le champ de pesanteur #» g considéré comme uniforme, étudié dans un référentiel R galiléen.
Le principe fondamental appliqué à une particule de fluide conduit à l’équation d’Euler :
²DPVMFNFOU TUBUJPOOBJSF JODPNQSFTTJCMF FU UPVSCJMMPOOBJSF
P v2
+
+ g z = C (L ) ; µ 2
D #» v # » µ = −grad P + µ #» g Dt
En développant la dérivée particulaire, on peut l’écrire sous deux formes : µ ∂ #» v ∂t
# »
# »
+ ( #» v · grad ) #» v = −grad P + µ #» g ou
µ
∂ #» v ∂t
# »v
+ grad
2
2
La relation de Bernoulli peut s’écrire :
# »
#»
+ (rot #» v ) ∧ #» v = −grad P + µ #» g P
s’exerçant sur une particule de fluide de volume dτ est d F p = −grad P dτ.
énergie potentielle volumique des forces de pression
#»
#» #»
➤ Si la particule de fluide est soumise à d’autres forces de résultante d F = f v dτ, où f v est la force
#»
volumique correspondante, il faut ajouter le terme f v à l’équation d’Euler :
# » d2OO #» a e = #» a O /R =
2
dt
Cte
énergie potentielle volumique de pesanteur
au cours de son mouvement, mais sa valeur varie d’une ligne de courant à une autre.
# »
µv 2 est appelé pression dynamique.
2
µv 2
➤ Le terme P + est appelé pression de stagnation.
2
➤ Le terme
²DSJUVSF FO UFSNF EF DIBSHF
#» #» # »
#»
#» a ie (M ) = Ω ∧( Ω ∧ OM ) et #» a iC (M ) = 2 Ω ∧ #» v M /R
La relation de Bernoulli s’écrit
➤ Dans le cas d’un référentiel en rotation uniforme autour d’un axe fixe Oz, l’accélération d’entraînement s’écrit en coordonnées cylindriques #» a (M ) = −Ω2 r #» e ie
r
# »
0 = −grad P + µ #» g − µ #» a ie (M )
+FU MJCSF
Dans un jet de liquide à l’air libre, en l’absence de