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dynamique des fluides

Posté par
ferenc
13-10-13 à 18:28

Bonjour,
On considère le fluide comme étant parfait. On considère un volume V qui suit le fluide. La quantité de mouvement est donnée par \bold P=\int_V d^3\rho\bold u\bold u est la vitesse fluide. Je cherche à calculer \frac{d\bold P}{dt}. Je m'intéresse donc à la composante i. Ainsi,
\frac{d}{dt}\int_V d^3 r\rho u_i=\int_V d^3r\frac{\partial (\rho u_i)}{\partial t}+\int_S d^2 r(\bold n\cdot\bold u)\rho u_i\bold n est la normale extérieur à la surface S.

1) Je deviens complètement fou avec le second terme, je ne vois pas d'où sort \int_S d^2 r(\bold n\cdot\bold u)\rho u_i . J'ai essayé de retrouner ça dans tout les sens mais en vain.

2) De plus, on est en description lagrangienne me semble t-il, ainsi, \bold r dépend du temps non ? Et ainsi, ne devrions nous pas avoir \frac{d(\rho u_i)}{dt}=\frac{\partial(\rho u_i)}{\partial t}+(\bold u\cdot\nabla)(\rho u_i) ? Pourquoi dans l'intégrale on se contente juste de \frac{d(\rho u_i)}{dt}=\frac{\partial(\rho u_i)}{\partial t} ? où est passé le terme (\bold u\cdot\nabla)(\rho u_i) ?

Merci pour votre aide précieuse.  

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 14-10-13 à 09:50

personne ?

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 11:37

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 13:15

Salut Ferenc,

La réponse à ta question se trouve dans le théorème de Reynolds (qui explique pourquoi l'intégrale vaut ces deux termes). En fait tu ne comprends pas parce que tu permute dérivée et intégrale, or tu n'a pas le droit de le faire car le volume sur lequel tu intègre dépend du temps! Donc tu intègre un domaine avec des borne qui varient et tu veux évaluer la dérivée de ce truc là. Je t'invite à regarder le théorème de Reynolds ou théorème de transport de Reynolds dans le livre de MMC de Jean Coirier où c'est très bien expliqué. Tiens moi au courant...

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 13:18

désolé, trois "s" oublié en un message c'est beaucoup trop!

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 13:18

et un quatrième dans le dernier mdrrrr

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 13:32

Salut Namsaknoi,
on s'en fou des "s", je ne te juges pas sur ton orthographe mais sur la qualité de ta réponse, et ta gentillesse à m'avoir répondu Merci beaucoup.
Je sais bien qu'on ne peut pas inverser intégrale et dérivée comme ça, le seul truc, c'est que comme je ne connais pas explicitement le volume, je ne vois pas comment le sortir du lot (par exemple, si \frac{d}{dt}\int_{g(t)}^{h(t)}f(x)dx=h'(t)f(h(t))-g'(t)f(g(t)) ), mais dans le cas où l'on a \int_{V(t)}... ça reste un mystère.
Je viens de trouver quelque chose sur wiki concernant le théorème de Reynolds, je lis tout ça et te ferais un retour si nécessaire.

Au passage, est-ce que tu sais pourquoi dans une description eulérienne, le volume est fixe alors que dans une description langrangienne pas ? De plus, es-tu d'accorde que dans une descritpion eulerienne, la position de l'élément fluide ne dépend pas du temps et que dans une description lagrangienne ça en dépend ?

merci infiniment

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 14:01

Avec plaisir
Pour le V(t) j'ai pas le "Coirier" sous les yeux mais je me rappelle que c'est hyper bien expliqué et même facile! Je te conseille vraiment de le lire dans ce livre plutôt qu'ailleurs, et j'aimerais bien que tu m'en donnes des news.
Pour les deux descriptions, ce que je peux te dire c'est que: Il faut essayer de voir ça de manière pratique pour voir d'où ça vient. Si tu étais qqn qui cheche à décrire l'écoulement d'une rivière alors que tu te trouves sur un pont. Tu as plusieurs manières. Par exemple tu peux remonter à la source, mettre un numéro sur chaque particule fluide et étudier la trajectoire de chaque particule, puis dire, voilà: le fluide s'écoule comme ça! (tu donnerai la trajectoire des milliards de particules fluides depuis la source, ça à pas l'air très digeste! on y comprendrai pas grand chose). Ca c'est la description lagrangienne: on suit chaque particule dans son mouvement.
Bon, une autre méthode: tu peux rester sur le pont, et regarder ce qui se passe en chaque point de ton champ de vision. C'est à dire que tu évaluerais la vitesse en chaque point d'une certaine zone que tu aurais délimitée. Là oui c'est parlant! tu dirais par exemple dans cette zonne il y a un tourbillon, ici le fluide ralentit, ici il accélère...Par contre la vitesse que tu donnes en un point n'est pas la vitesse d'une particule, mais la vitesse de plein de particule différentes qui passe par ce point. Donc tu ne restes plus attaché à une particule mais à un endroit de l'espace. Ca c'est la description Eulérienne, et elle à l'air plus commode pour l'étude des fluide tu trouves pas? En fait c'est deux points de vues, deux approches différentes. Pour répondre à tes questions, la première il me faudrait le contexte pour être sûr de ne pas dire de bétises, mais vu comme ça, je dirais que l'on peut fixer un volume de contrôle, c'est-à-dire une volume fixe dans l'espace et on regarde ce qui y rentre et ce qui y sort. On peut aussi attacher un volume au fluide et donc le suivre dans son mouvement, ce qui correspond à une approche lagrangienne.
Ta deuxième question: si dans l'approche Eulérienne la particule fluide est quand même en mouvement (le fluide n'est pas au repos) donc sa position dépend du temps, cependant pour calculer son accélération il faut untiliser la dérivée particulaire. En fait il y a un truc dont je trouve qu'il est mal expliqué, ça m'avait aussi posé problème il y a quelques année. C'est l'histoire des coordonnée eulérienne/lagrangienne. Dis toi qu'en méca flu on utilise toujours des coordonnées eulérienne (on regarde un point de l'espace) mais quand on veut par exemple l'accélaration il nous faut la dérivée de la vitesse en suivant la particule! Donc point de vue lagrangien avec des coordonnées eulérienne. C'est pas évident au début, je te conseille d'aborder ça avec ton prof.
Bref, si qqn a des choses à redire, car je peux m'être trompé où ne pas avoir été précis. Donc prends ce que je te dis mais fais aussi des recherches jusqu'à bien comprendre, je ne suis pas infaillibe!...

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 14:16

Citation :
je ne suis pas infaillibe!

ça tombe bien, moi non plus

Merci pour ton aide... si tu es courageux, et veux vraiment connaitre le contexte de toutes es questions, je t'invite à regarder ce post (peut-être un peu brouillon, mais les modérateurs mon mélanger deux posts...) bref, ça reste quand même compréhensible

équation de continuité (dynamique des fluides)

(ne te sens pas obligé de répondre à tout )

un grand merci

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 14:26

J'aimerais bien mais à l'heure actuelle j'ai une tonne de travail lol et je suis très en retard. En attendant regarde le Coirier je pense que ça va t'éclaircir plein de points, il est vraiment pédagogue! A bientôt...

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 14:27

parfait, merci encore pour ton aide et bon travail

Posté par
Namsaknoi
re : dynamique des fluides 15-10-13 à 14:29

thank you

Posté par
alban
re : dynamique des fluides 16-10-13 à 12:41

Bonjour,

Au sujet de ce second terme... Revenez à la définition de la dérivée.
Vous aurez à calculer la limite quand \delta t\to 0 du quotient de \int_{V(t+\delta t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t+\delta t) - \int_{V(t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t) par \delta t.

Je ne m'occupe que du dénominateur...

On l'écrit \int_{V(t+\delta t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t+\delta t) - \int_{V(t+\delta t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t) + \int_{V(t+\delta t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t) - \int_{V(t)} d^3\vec{r} f(\vec{r},t).

Les deux premier termes donnent ce qui ne vous pose pas de problème.
Pour les deux derniers termes, essayez de faire un dessin, et raisonnez pour commencer sur un volume cubique, non déformable, qui se déplace à la vitesse \vec{v} = v\widehat{x}... cela devrait vous aider à "sentir" le résultat général... et généraliser la démonstration

Posté par
ferenc
re : dynamique des fluides 16-10-13 à 12:48

Bonjour alban et merci pour ta réponse Je vois bien le petit tour de passe passe.

Citation :
Je ne m'occupe que du dénominateur...

Je suppose que vous vouliez dire du "numérateur" non ?

Je regarde tout ça et vous ferais un retour si nécessaire

Si le temps vous le permet, arriveriez vous à voir le lien de mon post de 14:16 ?

merci infiniment

Posté par
alban
re : dynamique des fluides 16-10-13 à 20:37

Bonjour Ferenc,

Oui, je me suis trompé, c'est le numérateur !

Je regarde votre autre post... dès que je peux



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