Mécanique des fluides : Cours, Résumé, Exercices et examens

Mécanique des fluides : Cours, Résumé, Exercice, TD et examens corrigés

La mécanique des fluides est la science des lois de I ‘écoulement des fluides. Elle est la base du dimensionnement des conduites de fluides et des mécanismes de transfert des fluides. C’est une branche de la physique qui étudie les écoulements de fluides c’est-à-dire des liquides et des gaz lorsque ceux-ci subissent des forces ou des contraintes. Elle comprend deux grandes sous branches:

• la statique des fluides, ou hydrostatique qui étudie les fluides au repos. C’est historiquement le début de la mécanique des fluides, avec la poussée d’Archimède et l’étude de la pression.
• la dynamique des fluides qui étudie les fluides en mouvement. Comme autres branches de la mécanique des fluides.

Un fluide est un corps qui n’a pas de forme propre et qui est facilement déformable. Les liquides et les gaz sont des fluides, ainsi que des corps plus complexes tels que les polymères ou les fluides alimentaires. Ils se déforment et s’écoulent facilement. Un fluide englobe principalement deux états physiques : l’état gazeux et l’état liquide.

Plan du cours de la Mécanique des Fluides

Chapitre 1 : Introduction à la Mécanique des Fluides

1 Introduction

2 Définitions

2.1 Fluide parfait

2.2 Fluide réel

2.3 Fluide incompressible

2.4 Fluide compressible

3 Caractéristiques physiques

3.1 Masse volumique

3.2 Poids volumique

3.3 Densité

3.4 Viscosité

4 Conclusion

5 Exercices d’application

Chapitre 2 : Statique des fluides

1 Introduction

2 Notion de pression en un point d’un fluide

3 Relation fondamentale de l’hydrostatique

4 Théorème de Pascal

4.1 Enoncé

4.2 Démonstration

5 Poussée d’un fluide sur une paroi verticale

5.1 Hypothèses

5.2 Eléments de réduction du torseur des forces de pression

5.2.1 Résultante

5.2.2 Moment

5.3 Centre de poussée

6 Théorème d’Archimède

6.1 Énoncé

6.2 Démonstration

7 Conclusion

8 Exercices d’application

Chapitre 3 : Dynamique des Fluides Incompressibles Parfaits

1 Introduction

2 Ecoulement Permanent

3 Equation de Continuité

4 Notion de Débit

4.1 Débit massique

4.2 Débit volumique

4.3 Relation entre débit massique et débit volumique

5 Théorème de Bernoulli – Cas d’un écoulement sans échange de travail

6 Théorème de Bernoulli – Cas d’un écoulement avec échange de travail

7 Théorème d’Euler :

8 Conclusion

9 Exercices d’application

Chapitre 4 : Dynamique des Fluides Incompressibles Réels

1 Introduction

2 Fluide Réel

3 Régimes d’écoulement – nombre de Reynolds

4 Pertes de charges

4.1 Définition

4.2 Pertes de charge singulières

4.3 Pertes de charges linéaires

5 Théorème de Bernoulli appliqué à un fluide réel

6 Conclusion

7 Exercices d’application

Chapitre 5 : Dynamique des Fluides Compressibles

1 Introduction

2 Equations d’état d’un gaz parfait

2.1 Lois des gaz parfaits

2.2 Transformations thermodynamiques

3 Classification des écoulements

3.1 Célérité du son

3.2 Nombre de Mach

3.3 Ecoulement subsonique

3.4 Ecoulement supersonique

4 Equation de continuité

5 Equation de Saint-Venant

6 Etat générateur

7 Conclusion

8 Exercices d’application

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