Mécanique des fluides

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides étudie l’écoulement des liquides et des gaz. C’est une discipline fondamentale du Génie Thermique. On la retrouve en 1ère et 2nde année. Elle a de nombreuses implications pratiques pour la conception des systèmes énergétiques.

 

La mécanique des fluides est présente à de nombreuses échelles : de l’échelle planétaire (météorologie, marées) jusqu’au aux échelles millimétriques (réacteurs en phase liquide pour les bio carburants).

Tourbillons de von Karman Micrographie d’une peau de requin
La présence en bas de l’image d’une île de Robinson Crusoé (au large du Chili) provoque l’apparition de tourbillons à grande échelle. On retrouve ce type d’écoulement derrière le mât d’une éolienne Les milliers de petites écailles contrôlent l’écoulement et permettent au requin d’être le prédateur le plus rapide des océans
Aérodynamique d’une automobile
Visualisation de l’écoulement autour d’une maquette de Twizy à l’échelle 1/12 ème à l’aide de fumée et d’un plan Laser dans la soufflerie du département GTE de Brétigny

La dynamique des fluides permet par exemple de comprendre le fonctionnement d’une éolienne ou d’une usine marée motrice.

 

L’aérodynamique s’intéresse plus particulièrement aux interactions entre fluides et solides mobiles. La détermination du coefficient Cx d’une voiture est un problème d’aérodynamique qui permet de calculer la puissance du moteur et ensuite sa consommation et son impact sur l’environnement.

 

L’étude des écoulements à très grande vitesse ouvre le champ des applications supersonique (réacteurs d’avions, moteurs de fusées)

 

Onde de choc autour d’un sphère Moteur Vulcain équipant la fusée Ariane
La sphère se déplace à grande vitesse (2000 km/h). Le trait noir visible sur la photo est une onde de choc. De chaque coté de cette onde la vitesse, la température et la pression varient très fortement La tuyère du moteur de fusée fonctionne en régime supersonique

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