Cours Mécanique des fluides

Qu'est-ce qu'un fluide ?

C'est un milieu matériel :

  • continu ; ses propriétés varient d'une façon continue, propriétés considérées comme caractéristiques non d'un point sans volume mais d'une particule, volume de fluide

extrêmement petit autour d'un point géométrique ; par exemple, on affecte à chaque point P,pour chaque instant t, une masse volumique ρ représentative de la population des molécules

intérieures au volume dV de la particule ;

  • déformable (il n'a pas de forme propre) ; les molécules peuvent facilement glisser les unes sur les autres ; cette mobilité fait que le fluide prendra la forme du récipient qui le contient;

  • qui peut s'écouler ; mais tout fluide peut s'écouler plus ou moins facilement d'un récipient à un autre ou dans une conduite : des forces de frottements qui s'opposent au glissement des particules de fluide les unes contre les autres peuvent apparaître car tout fluide réel a uneviscosité.

L'état fluide englobe deux des trois états de la matière : le liquide et le gaz. Les liquides et gaz

habituellement étudiés sont isotropes, c'est-à-dire que leurs propriétés sont identiques dans toutes les

directions de l'espace.

La particule fluide :

La particule fluide est une portion de fluide à laquelle correspondent, à un instant t, une vitesse, une pression, une température, une masse volumique, etc. Le volume envisagé est très petit à notre échelle, mais doit contenir encore un très grand nombre de molécules pour que les chocs moléculaires puissent être remplacés par la pression moyenne. Les particules fluides ne sont pas des particules microscopiques sur lesquelles le mouvement brownien dû à l'agitation moléculaire est très perceptible ; la notion de continuité repose sur celle de la compacité du réseau moléculaire intrinsèquement lacunaire 1.

Chaque particule d'un fluide est soumise à des « forces de volume » qui sont des forces à longue distance induites par des champs de forces - le plus banal étant le champ de pesanteur - et à des « forces de surface », forces de contact transmises à la surface de la particule par les éléments environnants. On peut dire qu'un fluide est un corps homogène et continu dont les diverses particules peuvent se déplacer ou se déformer sous l'action d'une force très faible.

Introduction à la MDF
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