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Dynamique des fluides numérique et expérimentale

Sigle: S3834, ECTS: 3

Objectifs du cours

Cet enseignement est un complément possible du cours de tronc commun de Dynamique des fluides. Il offre une ouverture sur deux aspects concrets de la discipline : l'expérimentation physique des mécanismes fondamentaux, l'utilisation des outils de calcul pour explorer des solutions techniques. Ces deux approches constituent les outils de base utilisés actuellement par les ingénieurs qui conçoivent les nouveaux systèmes. C'est le cas de l'étude des propulseurs des fusées, des prévisions météorologiques, de l'aérodynamique des véhicules, des interactions entre fluides et structures. Les applications sont innombrables et touchent tous les domaines industriels, environnementaux, domestiques ... Par exemple dans les activités sportives, les athlètes n'hésitent plus à se mettre dans des souffleries pour améliorer leur position (ski, cyclisme, bobsleigh), à étudier la forme d'un bassin (natation, voile), ou encore à choisir soigneusement la rugosité des matériaux pour contrôler la couche limite (tennis, golf, ski, voile).
Pour l'aspect numérique, les étudiants découvriront la démarche de modélisation d'un problème industriel. Ils intégreront les contraintes de ce genre d'activité : compromis sur la précision, simplifications des conditions aux limites, imprécision des conditions externes, limitation du projet dans le temps, ....
Les travaux expérimentaux ont pour but de familiariser les étudiants avec les manifestations expérimentales qui ont conduit à l'élaboration des théories de la Mécanique des Fluides, ainsi qu'avec la réalité du travail de l'expérimentateur. En abordant un sujet choisi au travers des deux approches, numérique et expérimentale, l'étudiant se familiarise avec les complémentarités et les limites de ces deux outils de référence.
Le travail est effectué en équipe autour d'un projet permettant d'aborder un sujet choisi par l'approche numérique et par l'approche expérimentale.

Programme

30 séances de T.P. (10 demi-journées)
Dynamique des Fluides Expérimentale :
Les installations concernent surtout les phénomènes fondamentaux :

  • Écoulement autour des obstacles (tunnel à film liquide),
  • Instabilité et turbulence (mesure de vitesse par PIV),
  • Écoulements MHD (Canal à pompe electromagnétique),
  • Mesures de portance (micro-soufflerie).
Ces expérimentations permettent de comprendre les mécanismes fondamentaux de la dynamique des fluides incompressibles. Les équipes pourront organiser leur travail librement à partir des publications et de la documentations disponibles pour chacun des bancs. Des adaptations ou des modificaitons des bancs sont également possibles, en fonction des besoins exprimés par les équipes dans le cadre de leurs projets.
Dynamique des Fluides Numérique :
Elle comportera un nombre très limité de cours (sous forme de petites conférences).
Le reste du temps sera consacré à la réalisation d'expérimentations numériques sur des cas concrets industriels (mais simplifiés).
  • - Conférences (1h15):
    • Les techniques numériques en dynamique des fluides.
    • Introduction à la turbulence et à sa modélisation.
    • Fonctionnalités d'un code de dynamique des fluides (CPS, CIMLIB).
    • Stratégie Open-Source dans la gestion d'un grand code industriel de CFD (EdF code Saturne)
  • - Exemples de thèmes pour les expérimentations numériques :
    • Injection d'essence mono-point.
    • Météorologie locale.
    • Mélangeur coaxial.
    • Effet du vent sur un immeuble.
    • Propulseur à poudre d'une fusée.
    • Soupape d'un moteur automobile.
    • Perçage dans une conduite sous pression.
    • Canal inter-aube d'une turbine.
Les calculs CFD seront réalisées à l'aide du code de calcul CPS (Société BERTIN & Cie), et de la bibliothèque CIMLIB (CEMEF-Mines ParisTech)

Modalités d'évaluation

Remise d'un rapport écrit faisant l'analyse et la synthèse des expérimentations et modélisations réalisées.

Modalités pédagogiques

Remarque :
- L'effectif est limité à 10 étudiants

Equipe pédagogique

Responsable(s)
François CAUNEAUVandad ROHANIRudy VALETTE

Chargé(s) d'enseignement
Gilles BOURERomain CASTELLANIChristophe COQUELET
Alain GAUNANDElie HACHEMLaurent LEQUETTE

Intervenant(s)
Youssef ABDO
Sigle S3834
Année 2ème année
Niveau Graduate 1st year
Crédits ECTS 3
Coefficient 3
Nb. d'heures 37
Nb. de séances 30
Type de cours Enseignement spécialisé
Semestre 4
Période Printemps
Domaines
  • Mécanique des fluides
Dernière mise à jour:
20 Jun 2017 11:21 par julien