Dép. ENERGIE : MF2
Mines Nancy - 2A - Département Énergie

Année universitaire 2018 - 2019

Mécanique des fluides 2 : ondes, couches limites et turbulence

syllabus - page ARCHE

 

      Ce module a été créé en 2018-2019, suite à la mise en place du nouveau département Énergie.

Voici la dernière version PDF du document de cours-TD (polycopié).

Trouvez ci-dessous le planning de ce module. Une version essentielle sans animations des présentations vidéo (« diapositives ») d'amphi a été mise en ligne après chaque cours.

Dans l'optique de la « transition numérique » actuelle, en TD, nous avons parfois fait appel à Matlab...

Voyez en bas de page un descriptif des modalités d'évaluation avec un CR de notation au test et au module.

Enfin, j'ai mis en place une page d'annales.


28 novembre : séance 1

  15h15 - 16h15 cours : effets de compressibilité en fluides parfaits - ondes sonores.

  16h30 - 18h30 TD : pb 3.1 Étude détaillée d'ondes sonores planes, ex. 3.1 Étude de l'effet coup de bélier.

  NB : l'énoncé du pb 3.1 a été légèrement corrigé, au niveaux des questions 6.1 et 6.2, dans le polycopié en ligne.

  Travail préparatoire : lire très attentivement l'introduction, le chapitre 1 et les sections 3.1 et 3.2, jusqu'à la sous-section 3.2.5, du polycopié.

  [ essentiel de la présentation vidéo ]

5 décembre : séance 2

  15h15 - 16h15 cours : ondes d'interface.

  16h30 - 18h30 TD : pb 3.3 Instabilités de Rayleigh-Taylor et Kelvin-Helmholtz.

  Travail préparatoire : lire très attentivement le chapitre 2 et la section 3.3, introduction et sous-section 3.3.1, du polycopié ; lire l'énoncé du pb 3.3 et résoudre par vous-même la question 1.

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours ; essentiel de la présentation vidéo de fin de TD ]


12 décembre : séance 3

  15h15 - 16h15 cours : couches limites.

  16h30 - 18h30 TD : pb 4.1 Couche limite de Blasius - TD « Matlab » avec votre PC portable !

  Programme Matlab de départ : blasius.m

  Travail préparatoire : lire très attentivement le chapitre 4, jusqu'à l'énoncé du pb 4.1 ; résoudre par vous-même les questions 1.1 et 1.2 de ce pb.

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours légèrement retravaillée ]

19 décembre : séance 4

  15h15 - 18h05 TD : pb 4.2 Couches limites de Falkner-Skan - TD « Matlab » avec votre PC portable !

  18h10 - 18h30 cours : retour sur le TD.

  Programme Matlab de départ : falkners.m

  Travail préparatoire : reprendre le pb 4.1 s'il n'a pas été terminé en TD, et le mettre au propre ; lire très attentivement l'intégralité de l'énoncé du pb 4.2 ; résoudre par vous-même les questions 1.1 et 1.2 de ce pb.

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours ]


9 janvier : séance 5

  15h15 - 16h15 cours : généralités sur la turbulence, cascade et spectre de Kolmogorov, approche de Reynolds-Boussinesq, modèle de longueur de mélange de Prandtl.

  16h30 - 18h30 TD : ex. 5.1 Ordres de grandeur en turbulence et 5.3 Dissipations en turbulence homogène et isotrope ; début du pb 5.1 Turbulence en proche paroi.

  Travail préparatoire : lire très attentivement le début du chapitre 5, jusqu'à la section 5.7.1 ; lire les énoncés des ex. 5.1 et 5.3, et l'énoncé de la partie 1 du pb 5.1.

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours ; article de Pearson et al. 2002 ]

16 janvier : séance 6

  15h15 - 16h15 cours : modélisation des écoulements turbulents : retour sur le cours 5, modèle k - ε.

  16h30 - 18h30 TD : suite du pb 5.1 Turbulence en proche paroi : fin de la partie 1 et partie 2.

  TD en partie sur Matlab avec votre PC portable !

  Programme Matlab de départ : couchelimturb.m

  Travail préparatoire :

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours ; article de Eitel-Amor et al. 2014 ]

22 janvier : séance 7

  13h30 - 14h30 cours : retour sur la modélisation de la turbulence, appliquée notamment à la turbulence en présence de parois, conclusion et ouvertures ; temps de questions-réponses.

  14h45 - 16h45 TD : fin du pb 5.1 Turbulence en proche paroi : partie 3 ; ex. 5.4 Modèle k - ε de turbulence de grille.

  Travail préparatoire :

  Attention : comme le TD5 n'a pas permis de terminer le pb 5.1, l'étendue du sujet de la 4ème et dernière rédaction de TD a été réduite, cf. plus bas.

  [ essentiel de la présentation vidéo du cours ]


23 janvier de 15h15 à 18h15 : test final

  Cf. la toute nouvelle page d'annales.


Modalités d'évaluation et compte rendu de notation

  Le contrôle continu se fait sur la base d'une note de TD. Cette note de TD est basée sur votre comportement en TD, et sur une rédaction de TD manuscrite par élève, à laquelle vous devrez joindre, pour les sujets 3 et 4, plus ambitieux de ce point de vue, des listings de script Matlab et des graphes produits par Matlab, imprimés. Ces rédactions sont à prendre au choix parmi les sujets suivants :

  1. TD1 : pb 3.1 Étude détaillée d'ondes sonores planes, ex. 3.1 Étude de l'effet coup de bélier.
    Rédaction à rendre au TD2 le 5 décembre.

  2. TD2 : pb 3.3 Instabilités de Rayleigh-Taylor et Kelvin-Helmholtz
    Rédaction à rendre au TD3 le 12 décembre.

  3. TD3 : pb 4.1 Étude de la couche limite de Blasius
    Rédaction à rendre au TD4 le 19 décembre.

  4. TD5-6 : pb 5.1 Modèle simplifié de turbulence en proche paroi - Lois de paroi parties 1 et 2 seulement !
    Rédaction à rendre au TD7 le 22 janvier.
Attention, en cas d'absence à un TD, quel qu'en soit le motif, vous devrez rendre une rédaction sur le TD manqué au TD suivant. La qualité de cette rédaction sera prise en compte pour votre note de TD.

Au final, nous disposerons de votre note de TD NTD et de votre note au test Ntest , toutes deux sur 20. Votre note de module sera calculée par moyenne

NM = 0,3 NTD + 0,7 Ntest .

Cette note servira de base pour définir votre grade.

Le 31 janvier 2019, j'ai publié un compte rendu de notation au test et au module (en accès restreint par connexion ARCHE).


Emmanuel Plaut
Last modified: Wed May 8 14:38:49 CEST 2019