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Niveau maths spé
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Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial

Posté par
Kiwiks
19-01-11 à 22:05

Bonsoir,

J'ai un petit problème concernant un exo sur la cinématique des fluides.

On considère un cylindre de rayon rp à l'intérieur duquel il y a un écoulement incompressible radial. On nous dit que D est le débit volumique. Il faut en déduire la vitesse v d'un point M(rp) (sur le cylindre).

On sait que v=vrer
J'ai écrit que D=vr.ds
Le problème est que je ne sais pas si je peux sortir vr de l'intégrale, ni selon quel vecteur est orienté ds.

Est ce que quelqu'un pourrait l'aider ?

Merci !

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:16

J'ai une autre question Pourquoi est ce que les potentiels s'additionnent (superposition) ?

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:29

salut
tu es en fluide parfait ?
sinon il suffit d'appliquer la continuité des vitesses à la paroi

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:35

Oui c'est un fluide parfait. Ca n'est pas bon les intégrales ?

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:39

ba si mais je ne suis pas sur que ça te serve à quelque chose
pour la vitesse je voterais plutot pour utiliser l'équation d'euler

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:46

je suppose qu'on est en stationnaire,
par symétrie on peut supposer que la vitesse est de la forme \vec{u} = u(r).\vec{e_{\theta}

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:47

Mais on a pas encore fait ça en classe.
En fait, je me suis trompée, on a pas de cylindre, M est représenté par des coordonnées cylindres, mais on a le même écoulement dans tout le plan.
Je ne sais pas justifier que v ne dépend pas des variables d'intégration, un peu comme avec le théorème de Gauss l'an dernier.

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:47

donc ton intégrale c'est D = u(r).H.dr  mais on connait pas encore u(r)

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:48

je mettrais selon er, non ? puisque l'écoulement est radial.

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:48

bon alors réexplique moi correctement le problème stp

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:49

oki, je vais faire le schéma sur paint

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:55

Le fluide est supposé parfait, l'écoulement permanant, radial de façon homogène. On nous donne le débit volumique Dv. Et il faut calculer v(M)

Calcul d\'une vitesse d\'un écoulement radial

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:58

Mes camarades de classe m'ont dit qu'ils ont trouvé v=Dv/2rp

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 22:58

Mais je ne sais pas comment ils ont justifié leur intégrale

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 23:12

ah un écoulement radial ok je vois c'est facile alors
effectivement v est dirigé selon er donc l'élément dS = r.d.dr
l'écoulement est homogène donc v = constante
ici c'est plutot un débit surfacique que volumique (ça se voit aux unités). Donc v sort de l'intégrale et il y a juste à intégrer sur un cercle de rayon rp

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 23:19

ahh, v=cste grace à "homogène"! le truc c'est que comment on sait que ds est également dirig selon er ?

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 23:20

pck l'écoulement est selon er

Posté par
efpe
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 23:20

si tu essaie une autre surface tu vas trouver un flux nul

Posté par
Kiwiks
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 19-01-11 à 23:25

oui justement c'est pourquoi j'aurai mis er mais à partir de maintenant je sais qu'il faut l'orienter selon l'écoulement !

MERCI !

Posté par
sysou
re : Calcul d'une vitesse d'un écoulement radial 20-01-11 à 11:03

pour ta question :"J'ai une autre question  Pourquoi est ce que les potentiels s'additionnent (superposition) ?"

il faut savoir que les potentiel sont des variable independantes de quelconques vecteur unitaire, ce sont des vecteur physique,plus communement appelés "vecteur scalaire".
c'est ainsi que nous pouvons dire que le potentiel crée au point M est : V(M)=somme(Vi(M))



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