Dynamique des fluides appliquée Applications à l'aérodynamique - Cours et exercices corrigés. Écoles d'ingénieurs, Master.
Cet ouvrage s'adresse à un public d'étudiants de Masters scientifiques et d'élèves d'écoles d'ingénieurs, mais aussi aux ingénieurs en activité.Il a la double ambition d'expliquer la physique des phénomènes aérodynamiques et de présenter les méthodes de conception utilisées dans différentes applications. Ces nombreux domaines [...] [lire le résumé du livre]
Quel est le sujet du livre "Dynamique des fluides appliquée"
Cet ouvrage s'adresse à un public d'étudiants de Masters scientifiques et d'élèves d'écoles d'ingénieurs, mais aussi aux ingénieurs en activité.
Il a la double ambition d'expliquer la physique des phénomènes aérodynamiques et de présenter les méthodes de conception utilisées dans différentes applications. Ces nombreux domaines couvrent l'aéronautique et la dynamique des hélicoptères, les machines tournantes, largement utilisées comme système de production d'énergie et de propulsion, mais aussi l'aérodynamique automobile et la navigation à voile.
Ce cours propose un exposé très clair qui présente à la fois le caractère physique des phénomènes, leurs développements théoriques et les applications pratiques. L'objectif visé est résolument pédagogique afin de fournir au lecteur les moyens de mettre en oeuvre des méthodes pour conduire une étude pratique dans le cadre du métier d'ingénieur.
L'ensemble est illustré de nombreux exemples concrets et de près de 60 exercices corrigés.
Auteurs :
PréfacierThierry Faure est maître de conférences à l'université Paris 6-Pierre-et-Marie Curie et chercheur au Laboratoire d'Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l'ingénieur du CNRS.
Sommaire et contenu du livre "Dynamique des fluides appliquée - Applications à l'aérodynamique - Cours et exercices corrigés. Écoles d'ingénieurs, Master."
Table 'des matières
PRÉFACE iii
AVANT·PROPOS ix
CHAPITRE 1. BASESDEDYNAMIQUEDESFLUIDES........................ 1
1.1
Introduction. ................................................ 1
1.2
Systèmes de coordonnées ' .
1.3
Opérateurs vectoriels. .. ...... ..... ....... ..... ..... 4
1.4
Principes de la mécanique des fluides. ........................ 9
1.5
Trajectoire, ligne de courant, ligne d'émission................. 15
1.6
Analyse dimensionnelle. .... ......... ................ ........ 16
1.7
Couche limite............................................... 19
1.8
Régimes d'écoulement....................................... 19
CHAPITRE 2. BASES DETHERMODYNAMIQUE............................ 30
2.1
Introduction................................................. 30
2.2
Ënergie interne.............................................. 31
2.3
Enthalpie.................................................... 31
2.4
Premier principe de thermodynamique........................ 31
2.5
Entropie..................................................... 32
2.6
Deuxième principe de thermodynamique..................... 32
2.7
Gaz parfait.................................................. 33
2.8
Ëcoulementisentropique..................................... 35
2.9
Variable statique............................................. 35
2.10
Variabletotale.......... ............. ......... .......... ..... 36
2.11
Variable critique............................................. 38
CHAPITRE 3. EFFORTS AÉRODYNAMIQUES. .............................. 41
3.1
Introduction. ... .. .. .. .......... .. ............... ... ....... .. 41
3.2
Création d'une force de portance .. ..... .. ........ .. ......... 42
3.3
Définitiond'uneaile... ...... ....... ........ ............ ..... 43
3.4
Définition des forces et moments. ...................... .. .... 46
3.5
Coefficients aérodynamiques. .. .. ..... ... ................. ... 50
3.6
Points particuliers d'un profil ou d'une aile. ................... 54
CHAPITRE 4. ÉCOULEMENT POTENTIEL. ................................. 60
4.1
Introduction................................................. 60
4.2
Fonction potentielle et fonction de courant................... 61
4.3
Circulation et ligne tourbillonnaire. ........................... 62
4.4
Ëcoulementsélémentaires 2D...... .......... ......... ....... 67
4.5
Loi de Biot et Savart. ... .. ............ .. ..................... 72
4.6
Théorème de Helmholtz. .................................... 73
4.7
Écoulements élémentaires 3D 74
CHAPITRE 5. THÉORIE DES PROFILS. .................................... 87
5.1
Introduction................................................. 87
5.2
Modélisation d'un profil..................................... 87
5.3
Théoriedesprofilsminces... ....... ....... ......... .......... 91
5.4
Théoriedesprofilsépais............ ........ ........ ......... 100
CHAPITRE 6. AILES D'ENVERGURE FINIE. ................................ 116
6.1
Introduction. ................................................ 116
6.2
Tourbillons de bout d'aile.................................... 116
6.3
Théorie de la ligne portante. ................................. 120
6.4
Répartition elliptique de portance. ........................... 124
6.5
Répartition de portance quelconque. .............. .. ....... .. 127
6.6
Effet de l'allongement....................................... 131
6.7
Décrochage d'une aile....................................... 132
6.8
Ëvolution de la portance avec l'incidence. .......... .. ........ 133
6.9
Dispositifs hypersustentateurs. ............................... 136
6.10
Caractéristiques des ailes 3D ................................. 139
6.11
Classification des profiIs. ..................................... 141
CHAPITRE 7· AILES EN ÉCOULEMENT COMPRESSIBLE SUBSONIQUE. ........ 153
7.1
Introduction. ................................................ 153
7.2
Ëquationdupotentieldevitesse.. .... ..... ........ .. ...... ... 153
7.3
Répartition de pression...................................... 156
7.4
Correction de la compressibilité de Prandtl-Glauert. . . . . . . . . . . . 157
7.5
Nombre de Mach critique. ............ .. ....... .. . 159
7.6
Nombre de Mach de divergence de traînée................... 162
7.7
Profil supercritique........................................... 163
7.8
Aileenflèche 164
7.9
Règle de l'aire............................................... 165
CHAPITRE 8· ÉCOULEMENT SUPERSONIQUE. ............................. 169
8.1
Introduction. ................................................ 169
8.2
Angle de Mach. ............................................. 169
8.3
Choc droit. ................................................. 170
8.4
Choc oblique................................................ 173
8.5
Onde de détente. ........................................... 179
8.6
Application de la théorie des chocs aux profils................ 181
8.7
Théorie linéarisée. ........................................... 183
8.8
Application de la théorie linéarisée aux profils. . . . . . . . . . . . . . . . . 185
8.9
Application aux tuyères. ..... .. .............................. 186
CHAPITRE 9. TURBOMACHINES......................................... 203
9.1
Introduction. ................................................ 203
9.2
Types de turbomachines..................................... 204
9.3
Analyse 1D.................................................. 207
9.4
Analyse de J'écoulement par triangles de vitesse. ...... ....... 216
CHAPITRE 10 • AÉRODYNAMIQUE DES HÉLICOPTÈRES. ...................... 232
10.1
Introduction................................................. 232
10.2
Rotor e1 volvertical......................................... 233
10.3
Rotor en vol horizontal....................................... 245
CHAPITRE 11 • AÉRODYNAMIQUE AUTOMOBILE..... . 258
11.1
Introduction................................................. 258
11.2
Sources de traînée d'un véhicule. .. ............... ....... .... 259
11.3
Réduction de la traînée d'un véhicule. ........................ 260
11 .
4 Acoustique automobile. ..... ..... ................. .......... 265
11.5
Véhicules automobiles de compétition... ....... ........ ...... 267
CHAPITRE 12 • AÉRODYNAMIQUE NAUTIQUE. ............................. 273
12.1
Introduction................................................. 273
12.2
Allures d'un voilier........................................... 273
12.3
Définition d'une voile. ........... ...... ........ ........ ...... 275
12.4
Polaire de la voile. ......... ...... ....... ..... ... . . 277
12.5
Effets 3D. ............. ..... ...... ....... ....... ....... ...... 279
12.6
Voiles multiples.............................................. 279
12.7
Voiles rigides................................................ 282
RÉFÉRENCES 289
INDEX 291
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