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Niveau maths spé
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Fluide réel

Posté par
bcpcsi
27-07-11 à 15:19

Bonjour,

Dans la démonstration de l'expression des forces volumiques de pression deux points m'apparaissent obscurs:
Si l'on considère un paralépipède et un écoulement suivant (Ox) pourquoi sur la face supérieure la force est dirigée de la gauche vers la droite alors que sur la face inférieure de la droite vers la gauche. Et aussi pourquoi ne considére-t-on que les forces sur les parties supérieures et inférieures et non les forces sur les parties latérales?

Merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Fluide réel 27-07-11 à 19:50

Salut!

Tu parles de l'écoulement sur plan de Couette? Je veux être sûre avant de poster un dessin

Posté par
bcpcsi
re : Fluide réel 27-07-11 à 22:52

Non tu as bien fait d'attendre
C'est la demonstration de l'expression des forces volumiques de pression à partitr de l'expression de la force surfacique.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Fluide réel 28-07-11 à 17:57

Bonjour,

Je vois de tu parles, je t'aiderai ce soir (il faut que je fasse le dessin avant et ça, c'est long à l'ordi).
Cela dit, tu mélanges quelques notions. Déjà, les forces volumiques de pression existe aussi bien pour un fluide réel que parfait. La seule différence sera l'apparition de nouvelles forces pour le fluide réel qui bien que fonction de la pression (parfois) ne sont pas des forces volumiques de pression.

A ce soir pour la démo.

Posté par
bcpcsi
re : Fluide réel 28-07-11 à 20:00

Merci beaucoup Boltzmann_Solver.
Mais pour le fluide réel quelle sont les forces volumiques. C'est les forces de gravitation, d'entrainement...?

A toute à l'heure pour la démo.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Fluide réel 28-07-11 à 21:31

Me revoilà,

J'imagine que tu es est BCPST car l'hydrostatique et Navier Stockes sont montrés différemment en PC/MP (cf Théorème de Green-Ostrogradsky).

Fluide réel

A partir de la figure, on peut exprimer la résultante des forces de pression s'exerçant sur la particule fluide. Bien entendu, on a la même chose sur les composantes y et z. Je tiens à te préciser à nouveau que cela est vrai quelque soit la nature du fluide. Le fluide réel apportant prenant une compte les possibles composantes tangentielles des forces s'exerçant sur les faces de l'élément de fluide dV.


 \\ $$\delta{\vec{F}} = \delta{\vec{F_x}} + \delta{\vec{F_{x+dx}}} + \delta{\vec{F_y}} + \delta{\vec{F_{y+dy}}} + \delta{\vec{F_z}} + \delta{\vec{F_{z+dz}}}$$

 \\ $$\delta{\vec{F}} = -\left(\left(P(x+dx,y,z)-P(x,y,z)\right)dy.dz.\vec{e_x} + \left(P(x,y+dy,z)-P(x,y,z)\right).dx.dz.\vec{e_y} + \left(P(x,y,z+dz)-P(x,y,z)\right).dy.dx.\vec{e_z}\right) $$
$$\delta{\vec{F}} = -\left(\dfrac{P(x+dx,y,z)-P(x,y,z)}{dx}dx.dy.dz.\vec{e_x} + \dfrac{P(x,y+dy,z)-P(x,y,z)}{dy}dx.dy.dz.\vec{e_y} + \dfrac{P(x,y,z+dz)-P(x,y,z)}{dx}dx.dy.dz.\vec{e_z}\right) $$

$$\delta{\vec{F}} \simeq -\left(\dfrac{\partial{P}}{\partial{x}}\vec{e_x} + \dfrac{\partial{P}}{\partial{y}}\vec{e_y} + \dfrac{\partial{P}}{\partial{y}}\vec{e_z}\right)dx.dy.dy = -grad(P).dV
 \\

Donc, le force volumique de pression en coordonnées cartésiennes vaut -grad(P) par définition des forces volumiques.

Est-ce plus clair ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Fluide réel 28-07-11 à 22:07

Effectivemnt en BCPST notre démo est différente. Merci pour le relais Boltzmann_Solver et salut (ça m'arrange car je ne pouvais pas revenir avant lundi donc vraiment merci).

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Fluide réel 28-07-11 à 22:21

Je t'en prie.

As tu compris ?

Par exemple, tu as bien compris que les points d'application des forces surfaciques étaient les centres des faces (j'ai du transiger sur le dessin pour des questions de lisibilité).

Posté par
bcpcsi
re : Fluide réel 28-07-11 à 22:48

Oui ta démo est claire et m'a permis de comprendre le point qui m'apparassait flou.
Vraiment merci d'avoir pris le temps de me repondre!



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