FACULTE DES SCIENCE DE TUNIS DEPARTEMENT DE PHYSIQUE LFPH2 2011/2012 Suite Série n°5 TRAVAUX DIRIGES DE MECANIQUE DES FLUIDES Exercice 1 : On considère un écoulement plan d’un fluide, défini en description d’Euler, par le champ des vitesses , donné par : vx = u0 et vy = v0 sin (ωt) avec u0 et v0 des constantes positives. 1°/ L’écoulement est-t-il permanent ? 2°/ Le champ des vitesses, à un instant t donné, dépend-il de la position ? 3°/ Déterminer l’équation des lignes de courant pour t = t1 ? 4°/ déterminer l’équation des trajectoires. En déduire l’équation de la trajectoire de la particule (i) qui à l’instant t=0 passe par le point origine O(x=0, y=0). 5°/ Déterminer l’accélération d’une particule fluide par deux méthodes : a/ la méthode de Lagrange. b/ la méthode d’Euler. Exercice 2 : On considère un écoulement plan d’un fluide, défini en description d’Euler, par le champ des vitesses , donné par : vx (x,y,t) = - k0 y exp(-α t) et vy (x,y,t) = +k0 x où k0 et α sont des constantes avec α>0. 1°/ Quelle est la dimension de k0 et de α ? 2°/ a- L’écoulement est-t-il permanent ? b- L’écoulement est-t-il incompressible ? c- L’écoulement est-t-il irrotationnel ? 3°/ Déterminer et tracer les lignes de courant à t=0 et quand t +∞ 4°/ Calculer l’accélération d’une particule fluide Exercice 3 : On considère l’écoulement d’un fluide, dont le champs des vitesses en un points M(x,y) est données par : 1) 2) 3) 4) 5) Vx=6x2y et Vy=2x3 L’écoulement est-il permanent ou transitoire ? justifier la répense. Calculer l’expression de la divergence de la vitesse. Conclure. Calculer l’expression de la rotationnel de la vitesse. L’écoulement est-il irrotationnel ? Déterminer la fonction potentiel des vitesses φ(x,y) si elle existe. Déterminer l’équation des lignes de courant.