ANALYSE NUMERIQUE DE L’EVOLUTION DE TOURBILLON DANS UNE TOURNADE LIBRE
ASPECT FLUIDE EN MOUVEMENT
En physique, l´écoulement du fluide a toutes sortes d´aspects-stables ou instables, compressibles ou incompressibles, visqueuses ou non visqueuses, etc. Certains de ces caractéristiques reflètent des propriétés du liquide lui-même, et d´autres se concentrent sur la façon dont le fluide est en mouvement
FLUIDE PARFAIT
Soit un système fluide, c’est-à-dire un volume délimité par une surface fermée Σ fictive ou non Figure 3. Système de fluide parfait [10] Considérons 𝑑𝐹⃗la force d’interaction au niveau de la surface élémentaire dS de normale 𝑛⃗⃗ entre le fluide et le milieu extérieur. On peut toujours décomposer 𝑑𝐹⃗ en deux composantes une composante 𝑑𝐹⃗ 𝑡 tangentielle à dS Une composante 𝑑𝐹⃗ 𝑛 normale à dS En mécanique des fluides, un fluide est dit parfait s’il est possible de décrire son mouvement sans prendre en compte les effets de frottement. C’est à dire quand la composante 𝑑𝐹⃗ 𝑡 est nulle. Autrement dit, la force 𝑑𝐹⃗est normale à l’élément de surface ds
FLUIDE REEL
Contrairement à un fluide parfait, qui n’est qu’un modèle pour simplifier les calculs, Pratiquement inexistant dans la nature, dans un fluide réel les forces tangentielles de frottement interne qui s’opposent au glissement relatif des couches fluides sont prise en considération. Ce phénomène de frottement visqueux apparaît lors du mouvement du fluide. C’est uniquement au repos, qu’on admettra que le fluide réel se comporte comme un fluide parfait, et on suppose que les forces de contact sont perpendiculaires aux éléments de surface sur lesquels elles s’exercent. La statique des fluides réels se confond avec la statique des fluides parfaits.
FLUIDE INCOMPRESSIBLE
Un fluide est dit incompressible lorsque le volume occupé par une masse donnée ne varie pas en fonction de la pression extérieure. Les liquides peuvent être considérés comme des fluides incompressibles (eau, huile, etc.)
FLUIDE COMPRESSIBLE
Un fluide est dit compressible lorsque le volume occupé par une masse donnée varie en fonction de la pression extérieure. Les gaz sont des fluides compressibles. Par exemple, l’air, l’hydrogène, le méthane à l’état gazeux, sont considérés comme des fluides compressibles
TYPE D`ECOULEMENT
Dynamique : Notion relative aux systèmes qui entrainent le mouvement des fluides. Aérodynamique : Etude des phénomènes accompagnant tout mouvement relatif entre un corps et l´air qui le baigne. Hydrodynamique : Etude de l´écoulement des liquides, généralement de l´eau autour des objets solides.
ECOULEMENT CONSTANTE OU INSTABLE
L´écoulement de fluide peut être stable ou instable en fonction de la vitesse de fluide Écoulement stable : dans l’écoulement du fluide stable, la vitesse de l’écoulement du fluide est constante à n’importe point de sa route. Un fluide est déterminé avec l’écoulement stable si son écoulement reste inchangé et constante durant une période de temps spécifique écoulement instable : Lorsque l’écoulement est instable, la vitesse du fluide peut différer entre n’importe deux points sur sa route.
ECOULEMENT DE FLUIDES EN ROTATION
Pour tester si l’écoulement a un aspect de rotation, vous pouvez mettre un petit objet dans le fluide et laisser l’écoulement le porter. Si le petit objet tourne, l’écoulement est de rotation ; si l’objet ne tourne pas, l’écoulement est irrotationnel. Dans l’écoulement de rotation, chaque particule du fluide tourne autour de son propre axe.
ECOULEMENT LAMINAIRE OU TURBULENT
La façon dont les fluides s’écoulent autour d’un objet est déterminée par la forme de celui-ci. Écoulement laminaire=Re < 200le régime est LAMINAIRE Le flot d’une rivière profonde, vide de tout obstacle, sera rapide et facile. L’eau coule en ligne droite ou presque. Ce phénomène est connu sous nom d’écoulement laminaire. Dans la dynamique des fluides, écoulement laminaire (ou les flux) se produit lorsqu’un fluide s’écoule dans des couches parallèles, sans interruption. Les lignes de courant associé à flux laminaire ressemblent à un paquet de cartes. Ce profil d’écoulement d’un fluide dans un tuyau montre que le fluide agit comme des couches qui glissent sur une autre. L’écoulement d’un fluide se produit lorsque chaque particule du fluide suit une trajectoire lisse, les chemins qui ne gênent ni ne touchent pas les uns les autres. Une des conséquences de l’écoulement laminaire est que la vitesse du fluide est constante à n’importe point dans le fluide. Les fluides ayant l’écoulement laminaire ont également souvent l’écoulement constant. Écoulement turbulent =Re > 3000 le régime est TURBULENT Le flot d’une rivière peu profond et hérissée de rochers serait difficile. L’eau n’écoulera pas en ligne droite. Le flot sera irrégulier et agité. C’est un écoulement turbulent. L’écoulement irrégulier qui se caractérise par de minuscules régions spirales et tourbillons. La vitesse de ce fluide n’est certainement pas constante à chaque point
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