Semaine 15 - Physique PC* - Lycée Jean Bart Dunkerque

PC* Physique 2016-2017
Programme de colles
Semaine 15
du 16 au 22 janvier 2017
Mécanique des fluides Chapitre 1
Description d’un fluide en mouvement
Echelle mésoscopique. Particule de fluide.
Champ eulérien des vitesses.
Lignes de courant et tubes de courant.
Écoulement stationnaire.
Dérivée particulaire de la masse volumique. Interprétation physique.
Écoulement incompressible.
Débit volumique. Débit massique.
Bilan de masse à une dimension en coordonnées cartésiennes.
Équation locale de conservation de la masse. Généralisation à trois dimensions.
Cas d’un écoulement incompressible. Conservation du débit volumique.
Cas d’un écoulement stationnaire. Conservation du débit massique.
Accélération d’une particule de fluide. Accélération locale et accélération convective.
Vecteur tourbillon dans un écoulement. Écoulement tourbillonnaire.
Écoulement irrotationnel. Potentiel des vitesses.
Exemples d’application.
Chapitre 2
Actions de contact dans un fluide en mouvement
Forces volumiques et forces surfaciques.
Force surfacique de pression. Équivalent volumique des forces de pression.
Force surfacique de cisaillement. Viscosité. Équivalent volumique des forces de viscosité.
Force de traînée exercée sur une sphère dans un écoulement. Coefficient de traînée.
Nombre de Reynolds.
Évolution de Cx avec Re. Force de traînée linéaire ou quadratique avec la vitesse.
Allure d’un écoulement autour d’une sphère en fonction de Re.
Écoulement laminaire et écoulement turbulent.
Chapitre 3
Équations dynamiques locales
Écoulements réels. Équation de Navier-Stokes. Interprétation du nombre de Reynolds.
Écoulement de Couette plan.
Écoulement de Poiseuille plan. Loi de Poiseuille pour une canalisation cylindrique.
Résistance hydraulique. Analogie électrocinétique.