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January 2019
Mercredi 30 janvier
01 19 19:30
13h-17h (2x demi-classe) : Fin du chapitre Tphy2 puis TD Tphy2
Etude des cycles de Rankine, Hirn, surchauffes, soutirages
Rappels sur les cycles moteurs vus en PTSI : Otto, Diesel, Sabathé (cycles à gaz)
Rappels sur les cycles de moteurs dithermes : Carnot, Stirling, Ericsson
Rappels sur le diagramme de Watt, utilisation des aires en Clapeyron et en diagramme entropique.
Expression de l'entropie massique d'un gaz parfait en fonction de la température et la pression
Exercice 4 : Climatiseur. (À finir pour vendredi)
Les DM4 et interro MF sont rendus aux étudiants
17h-19h : TP IMSP2 : Méthode de Monte Carlo Metropolis dite du "recuit simulé" pour traiter la recherche de boucle minimale d'un voyageur de commerce. (Groupe B)
Annexe sur la méthode de Dijkstra et les méthodes heuristiques
Texte du TP : Statistique de Boltzmann - Utilisation dans une recherche de conformation minimale du butane - Positionnement du problème STM
Programme à compléter : PDF et .py
Programme python du voyageur de commerce
Trajets : initial et final et évolution de la longueur minimale de trajet avec évolution de la "température"
Programme python de la conformation d'énergie minimale de la molécule de butane
Evolution de l'énergie potentielle et de la position angulaire
Travaux en cours :
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2 (pour vendredi)
- TD Tphy2 : exercice 4 Climatiseur pour vendredi
- Rédaction des MCOT
Etude des cycles de Rankine, Hirn, surchauffes, soutirages
Rappels sur les cycles moteurs vus en PTSI : Otto, Diesel, Sabathé (cycles à gaz)
Rappels sur les cycles de moteurs dithermes : Carnot, Stirling, Ericsson
Rappels sur le diagramme de Watt, utilisation des aires en Clapeyron et en diagramme entropique.
Expression de l'entropie massique d'un gaz parfait en fonction de la température et la pression
Exercice 4 : Climatiseur. (À finir pour vendredi)
Les DM4 et interro MF sont rendus aux étudiants
17h-19h : TP IMSP2 : Méthode de Monte Carlo Metropolis dite du "recuit simulé" pour traiter la recherche de boucle minimale d'un voyageur de commerce. (Groupe B)
Annexe sur la méthode de Dijkstra et les méthodes heuristiques
Texte du TP : Statistique de Boltzmann - Utilisation dans une recherche de conformation minimale du butane - Positionnement du problème STM
Programme à compléter : PDF et .py
Programme python du voyageur de commerce
Trajets : initial et final et évolution de la longueur minimale de trajet avec évolution de la "température"
Programme python de la conformation d'énergie minimale de la molécule de butane
Evolution de l'énergie potentielle et de la position angulaire
Travaux en cours :
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2 (pour vendredi)
- TD Tphy2 : exercice 4 Climatiseur pour vendredi
- Rédaction des MCOT
Lundi 28 janvier
01 19 19:45
8h-10h : Chapitre Tphy 2 (suite)
Interrogation-bilan sur la méca flu (30')
Exercice d'application des bilans en sytème ouvert : bilan enthalpique et entropique dans un mélangeur.
(Exercice 2 du TD Tphy2)
Suite du Cours :
Tuyère (convergent)
Diffuseur (divergent)
Tuyère de Laval
Détendeur à laminage
Cycles de machines à vapeur :
Cycle de base : Rankine
Description en diagramme entropique
Travaux massiques et quantités de chaleur massiques échangées
Relations au bilans enthalpiques massiques
Efficacité du cycle sur une machine
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Troisième séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2 (pour vendredi)
- TD Tphy2 : exercice 4 Climatiseur pour mercredi
- Rédaction des MCOT
Interrogation-bilan sur la méca flu (30')
Exercice d'application des bilans en sytème ouvert : bilan enthalpique et entropique dans un mélangeur.
(Exercice 2 du TD Tphy2)
Suite du Cours :
Tuyère (convergent)
Diffuseur (divergent)
Tuyère de Laval
Détendeur à laminage
Cycles de machines à vapeur :
Cycle de base : Rankine
Description en diagramme entropique
Travaux massiques et quantités de chaleur massiques échangées
Relations au bilans enthalpiques massiques
Efficacité du cycle sur une machine
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Troisième séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2 (pour vendredi)
- TD Tphy2 : exercice 4 Climatiseur pour mercredi
- Rédaction des MCOT
Vendredi 25 janvier
01 19 15:41
13h-15h : Chapitre Tphy2 : Machines thermiques avec changements d'état
Précisions sur la chronologie à venir des séances avant le Concours Blanc
Plan du chapitre
Rappels des principes en systèmes ouverts :
- premier principe devenu BERP en Système Ouvert (présentation massique en particulier)
Application à la détente de Joule-Kelvin
(Cas des systèmes à plusieurs entrées-sorties)
- second principe en système ouvert : cas des transfos adiabatiques puis adiabatiques réversibles (présentation massique)
Rappels sur les représentations graphiques des transformations en diagramme de Clapeyron, entropique et diagramme de Mollier . Cas des isenthalpes et des isentropes repérées sur des réseaux d'isothermes et d'isobares
Cas d'une transformation réversible : lecture graphique d'une quantité de chaleur massique reçue et d'un travail indiqué massique sur un diagramme entropique en utilisant les isobares et les isenthalpes
Définition, mesure et intérêt des coefficients de performance (ou rendement à l'isentropique) lors de compressions ou détentes réelles. Rapport de variations d'enthalpies massique réversible et irréversible.
Organes de machines thermiques :
- échangeurs de chaleurs (isobares) : relations enthalpiques entre les fluides, types d'échangeurs
- mélangeurs et séparateurs de phases
15h-17h : TIPE
Rédaction des MCOT + quelques expériences.
Travaux en cours :
- Interro sur la mécaflu lundi matin
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2
- Rédaction des MCOT
Précisions sur la chronologie à venir des séances avant le Concours Blanc
Plan du chapitre
Rappels des principes en systèmes ouverts :
- premier principe devenu BERP en Système Ouvert (présentation massique en particulier)
Application à la détente de Joule-Kelvin
(Cas des systèmes à plusieurs entrées-sorties)
- second principe en système ouvert : cas des transfos adiabatiques puis adiabatiques réversibles (présentation massique)
Rappels sur les représentations graphiques des transformations en diagramme de Clapeyron, entropique et diagramme de Mollier . Cas des isenthalpes et des isentropes repérées sur des réseaux d'isothermes et d'isobares
Cas d'une transformation réversible : lecture graphique d'une quantité de chaleur massique reçue et d'un travail indiqué massique sur un diagramme entropique en utilisant les isobares et les isenthalpes
Définition, mesure et intérêt des coefficients de performance (ou rendement à l'isentropique) lors de compressions ou détentes réelles. Rapport de variations d'enthalpies massique réversible et irréversible.
Organes de machines thermiques :
- échangeurs de chaleurs (isobares) : relations enthalpiques entre les fluides, types d'échangeurs
- mélangeurs et séparateurs de phases
15h-17h : TIPE
Rédaction des MCOT + quelques expériences.
Travaux en cours :
- Interro sur la mécaflu lundi matin
- DM5 : exercices 7,9,10,13 du TD MF2
- Rédaction des MCOT
Mercredi 23 janvier
01 19 19:43
13h-17h (2x demi-classe) : TD MF2 : Bernoulli et fluides visqueux
Exercice 12 : On reprend tout l'exercice 12 sur le réseau hydraulique Barrage-Turbine pour le corriger en détail et exprimer les puissances perdues par viscosité en fonction des expressions de pertes de charges en mètres de colonne de fluide
Bernoulli généralisé et BERP
Exercice 5 : Temps de vidange d'une cuve : analyse des hypothèses et calcul
Exercice 6 : Venturi : réalisation d'un débitmètre par mesure de colonne de fluide
17h-19h : TP IMSP2 : Méthode de Monte Carlo Metropolis dite du "recuit simulé" pour traiter la recherche de boucle minimale d'un voyageur de commerce. (Groupe A)
Annexe sur la méthode de Dijkstra et les méthodes heuristiques
Texte du TP : Statistique de Boltzmann - Utilisation dans une recherche de conformation minimale du butane - Positionnement du problème STM
Programme à compléter : PDF et .py
Exercice 12 : On reprend tout l'exercice 12 sur le réseau hydraulique Barrage-Turbine pour le corriger en détail et exprimer les puissances perdues par viscosité en fonction des expressions de pertes de charges en mètres de colonne de fluide
Bernoulli généralisé et BERP
Exercice 5 : Temps de vidange d'une cuve : analyse des hypothèses et calcul
Exercice 6 : Venturi : réalisation d'un débitmètre par mesure de colonne de fluide
17h-19h : TP IMSP2 : Méthode de Monte Carlo Metropolis dite du "recuit simulé" pour traiter la recherche de boucle minimale d'un voyageur de commerce. (Groupe A)
Annexe sur la méthode de Dijkstra et les méthodes heuristiques
Texte du TP : Statistique de Boltzmann - Utilisation dans une recherche de conformation minimale du butane - Positionnement du problème STM
Programme à compléter : PDF et .py
Lundi 21 janvier
01 19 19:35
8h-10h : Chapitre MF1 (fin : pertes de charge dans les écoulements réels (visqueux))
Interrogation d'une demi-heure sur le corrigé du DS4 (Optique et chimie)
Force de Stokes (écoulement linéaire)
Définition du coefficient de traÎnée : intérêt
Calcul de Cx=24/Re pour la force de Stokes précédente
Portance
Fluide Newtonien : définition de la viscosité dynamique
Expression de la densité volumique de force de viscosité dans un fluide Newtonien
Viscosité cinématique (ou diffusivité de quantité de mouvement) (unité, ordres de grandeur) :
m2.s-1 ou Stokes S et cS (centiStokes = cm2.s-1)
Viscosité dynamique (unité, ordres de grandeur) : Poiseuille, Poise
Evolution des viscosités avec la température
Modification de la relation de Bernoulli en cas de viscosité :
Pertes de charge et puissance perdue (dissipée) par viscosité (BERP modifié)
Pertes de charge exprimées tantôt en ∆C (en Pa) ou ∆H (en mcf : mètres de colonne de fluide)
Calcul des pertes régulières par Moody (rugosité relative, nombre de Reynolds et coefficient de friction de Darcy-Weisbach)
13h-18h : TP spécial Mécanique des fluides
- énoncé détaillé
On travaille sur deux logiciels :
-MFM2 ( 1h15) pour les vidéos d'illustration, relations avec les expressions littérales (dynamique et cinématique), simulations et mesures dans des Virtual Labs
- Mecaflux (1h) pour des calculs de pertes de charge de réseau, puissance récupérable par une turbine, puissance nécessaire au fonctionnement d'une pompe de relèvement en régime permanent (notion de point de fonctionnement hydraulique)
Travaux en cours :
- préparation d'exercices du TD MF2. : 5,6,9,10,13
- Lecture très attentive des documents concernant le TP IMSP2 pour ceux qui font la session python de mercredi : Annexe introductive + utilisation de la méthode du recuit simulé (ou Monte Carlo Metropolis) sur des exemples de physique. Codage prévu du voyageur de commerce.
Interrogation d'une demi-heure sur le corrigé du DS4 (Optique et chimie)
Force de Stokes (écoulement linéaire)
Définition du coefficient de traÎnée : intérêt
Calcul de Cx=24/Re pour la force de Stokes précédente
Portance
Fluide Newtonien : définition de la viscosité dynamique
Expression de la densité volumique de force de viscosité dans un fluide Newtonien
Viscosité cinématique (ou diffusivité de quantité de mouvement) (unité, ordres de grandeur) :
m2.s-1 ou Stokes S et cS (centiStokes = cm2.s-1)
Viscosité dynamique (unité, ordres de grandeur) : Poiseuille, Poise
Evolution des viscosités avec la température
Modification de la relation de Bernoulli en cas de viscosité :
Pertes de charge et puissance perdue (dissipée) par viscosité (BERP modifié)
Pertes de charge exprimées tantôt en ∆C (en Pa) ou ∆H (en mcf : mètres de colonne de fluide)
Calcul des pertes régulières par Moody (rugosité relative, nombre de Reynolds et coefficient de friction de Darcy-Weisbach)
13h-18h : TP spécial Mécanique des fluides
- énoncé détaillé
On travaille sur deux logiciels :
-MFM2 ( 1h15) pour les vidéos d'illustration, relations avec les expressions littérales (dynamique et cinématique), simulations et mesures dans des Virtual Labs
- Mecaflux (1h) pour des calculs de pertes de charge de réseau, puissance récupérable par une turbine, puissance nécessaire au fonctionnement d'une pompe de relèvement en régime permanent (notion de point de fonctionnement hydraulique)
Travaux en cours :
- préparation d'exercices du TD MF2. : 5,6,9,10,13
- Lecture très attentive des documents concernant le TP IMSP2 pour ceux qui font la session python de mercredi : Annexe introductive + utilisation de la méthode du recuit simulé (ou Monte Carlo Metropolis) sur des exemples de physique. Codage prévu du voyageur de commerce.
Vendredi 18 Janvier
01 19 10:56
13h-15h : Chapitre MF: Bilans sur des systèmes ouverts
Bilans macroscopiques de masse et de volume sur des systèmes fermés.
Cas particulier des systèmes ouverts présentant une section d'entrée et une section de sortie. Cas encore plus particulier des écoulements au grandeurs uniformes sur l'entrée et la sortie : unidimensionnels entrée-sortie
Adaptation aux systèmes ouverts par extensivité des grandeurs (masse et volume)
- conservation systématique de la masse d'un système fermé par définition : pas de terme de production
- constance du volume d'un système ouvert à frontières fixes (perméables) : pas de variation du volume d'un système ouvert.
Expressions locales de ces bilans (apparition de la divergence par le théorème de Green-Ostrogradski)
- équation de continuité (conservation de la masse)
- divergence nulle du champ eulérien des vitesses pour les écoulements incompressibles
Bilan macroscopique d'énergie : Adaptation et réécriture du premier principe appliqué aux systèmes ouverts
Expression des puissances des forces de pression reçues de la part du fluide en amont et en aval.
Cas des écoulements parfaits.
Obtention du bilan enthalpique en régime permanent et en système ouvert (alias le BERP dans le dialecte du prof) (démo à connaitre par coeur)
Découplage des bilan thermique et mécanique SEULEMENT DANS LE MODELE DES ECOULEMENTS PARFAITS.
Obtention de la relation de BERNOULLI : Conservation de la grandeur pv+(c^2)/2 + gz SUR UNE LIGNE DE COURANT pour un écoulement de fluide PARFAIT, STATIONNAIRE.
Démo purement mécanique par le TPC (ou TEC) en faisant directement l'hypothèse du découplage des formes d'énergies (à savoir faire aussi !)
FLUIDES REELS : quelques illustrations d'écoulements autour d'obstacles immergés.
Définitions d'écoulements laminaires et turbulents. Frottements visqueux. Propagation de quantité de mouvement perpendiculairement au gradient de vitesse. Zone de fort gradient de vitesse nommé COUCHE LIMITE. Rôle crucial de celle-ci sur la formation des sillages turbulents.
Intuition d'un nombre caractéristique mêlant viscosité du fluide, vitesse relative à l'obstacle et dimension de celui-ci pour obtenir des écoulements caractéristiques équivalents.
15h-17h : TIPE
Discussions sur des propositions expérimentales et explications théoriques.
Travaux en cours :
- Relire très attentivement le corrigé du DS4 en prévision de l'interro rapide de lundi matin.
- lire les documents autour de la mécanique des fluides réels : Pascal (genèse de la statique), approche documentaire sur les écoulements réels et les mesures de débit et vitesses dans les écoulements
- lire l'interro posée il y a quelques années sur ces documents (et son corrigé détaillé)
- lire à l'avance le contenu du TPmécaflu qui sera fait lundi après-midi
- Chercher les exercices du TD MF1 (4,5,6,7) pour mercredi
Bilans macroscopiques de masse et de volume sur des systèmes fermés.
Cas particulier des systèmes ouverts présentant une section d'entrée et une section de sortie. Cas encore plus particulier des écoulements au grandeurs uniformes sur l'entrée et la sortie : unidimensionnels entrée-sortie
Adaptation aux systèmes ouverts par extensivité des grandeurs (masse et volume)
- conservation systématique de la masse d'un système fermé par définition : pas de terme de production
- constance du volume d'un système ouvert à frontières fixes (perméables) : pas de variation du volume d'un système ouvert.
Expressions locales de ces bilans (apparition de la divergence par le théorème de Green-Ostrogradski)
- équation de continuité (conservation de la masse)
- divergence nulle du champ eulérien des vitesses pour les écoulements incompressibles
Bilan macroscopique d'énergie : Adaptation et réécriture du premier principe appliqué aux systèmes ouverts
Expression des puissances des forces de pression reçues de la part du fluide en amont et en aval.
Cas des écoulements parfaits.
Obtention du bilan enthalpique en régime permanent et en système ouvert (alias le BERP dans le dialecte du prof) (démo à connaitre par coeur)
Découplage des bilan thermique et mécanique SEULEMENT DANS LE MODELE DES ECOULEMENTS PARFAITS.
Obtention de la relation de BERNOULLI : Conservation de la grandeur pv+(c^2)/2 + gz SUR UNE LIGNE DE COURANT pour un écoulement de fluide PARFAIT, STATIONNAIRE.
Démo purement mécanique par le TPC (ou TEC) en faisant directement l'hypothèse du découplage des formes d'énergies (à savoir faire aussi !)
FLUIDES REELS : quelques illustrations d'écoulements autour d'obstacles immergés.
Définitions d'écoulements laminaires et turbulents. Frottements visqueux. Propagation de quantité de mouvement perpendiculairement au gradient de vitesse. Zone de fort gradient de vitesse nommé COUCHE LIMITE. Rôle crucial de celle-ci sur la formation des sillages turbulents.
Intuition d'un nombre caractéristique mêlant viscosité du fluide, vitesse relative à l'obstacle et dimension de celui-ci pour obtenir des écoulements caractéristiques équivalents.
15h-17h : TIPE
Discussions sur des propositions expérimentales et explications théoriques.
Travaux en cours :
- Relire très attentivement le corrigé du DS4 en prévision de l'interro rapide de lundi matin.
- lire les documents autour de la mécanique des fluides réels : Pascal (genèse de la statique), approche documentaire sur les écoulements réels et les mesures de débit et vitesses dans les écoulements
- lire l'interro posée il y a quelques années sur ces documents (et son corrigé détaillé)
- lire à l'avance le contenu du TPmécaflu qui sera fait lundi après-midi
- Chercher les exercices du TD MF1 (4,5,6,7) pour mercredi
Mercredi 16 Janvier
01 19 10:08
13h-17h (2x demi-classe) : Suite du chapitre MF : Description des écoulements + Bilans sur des tubes de courant
Le rotationnel :
Définition intrinsèque de l'opérateur : Théorème de Stokes (forme intégrale)
Rappels de la notion de circulation d'un vecteur (cas particulier des travaux de forces)
Exemple des forces conservatives : travail indépendant du chemin suivi => circulation conservative => circulation nulle sur un contour fermé. (Rappels sur l'énergie potentiel et le TEMéca)
Expressions dans les systèmes de coordonnées. A connaitre en cartésiennes.
Applications à des champs de vitesses : écoulement unidirectionnel à gradient de vitesse transversal, écoulement circulaire non tourbillonnaire hors-origine. (Calculs de rotationnel mais également qualifications (y compris l'incompressibilité éventuelle))
Existence d'un champ scalaire (potentiel des vitesses) duquel dérive le champ vectoriel des vitesses. (rot(grad)=0)
=> écoulement potentiel synonyme d'écoulement irrationnel.
Définition de tube et tronçon de tube de courant.
Repérage des frontières de systèmes ouverts à une entrée et une sortie.
Expression des Bilans :
Préalables :
- Débit volumique = flux de vecteur vitesse
- Débit massique = flux de masse volumique x vecteur vitesse
- Généralisation à une grandeur physique G quelconque
Corrigé de l' exercice 9 du TD MF1 : statique d'une étoile soumis à son propre champ de gravitation : détermination de la pression au centre de l'étoile.
Travaux en cours :
- DM4 (exercice 10 : Vol d'un Ballon)
- Commencer à relire (ou mieux : réécrire) le corrigé du DS4 pour l'interro du Lundi 21 janvier.
Le rotationnel :
Définition intrinsèque de l'opérateur : Théorème de Stokes (forme intégrale)
Rappels de la notion de circulation d'un vecteur (cas particulier des travaux de forces)
Exemple des forces conservatives : travail indépendant du chemin suivi => circulation conservative => circulation nulle sur un contour fermé. (Rappels sur l'énergie potentiel et le TEMéca)
Expressions dans les systèmes de coordonnées. A connaitre en cartésiennes.
Applications à des champs de vitesses : écoulement unidirectionnel à gradient de vitesse transversal, écoulement circulaire non tourbillonnaire hors-origine. (Calculs de rotationnel mais également qualifications (y compris l'incompressibilité éventuelle))
Existence d'un champ scalaire (potentiel des vitesses) duquel dérive le champ vectoriel des vitesses. (rot(grad)=0)
=> écoulement potentiel synonyme d'écoulement irrationnel.
Définition de tube et tronçon de tube de courant.
Repérage des frontières de systèmes ouverts à une entrée et une sortie.
Expression des Bilans :
Préalables :
- Débit volumique = flux de vecteur vitesse
- Débit massique = flux de masse volumique x vecteur vitesse
- Généralisation à une grandeur physique G quelconque
Corrigé de l' exercice 9 du TD MF1 : statique d'une étoile soumis à son propre champ de gravitation : détermination de la pression au centre de l'étoile.
Travaux en cours :
- DM4 (exercice 10 : Vol d'un Ballon)
- Commencer à relire (ou mieux : réécrire) le corrigé du DS4 pour l'interro du Lundi 21 janvier.
Lundi 14 Janvier
01 19 18:43
8h-10h : Chapitre MF1 (suite : cinématique et quelques éléments de dynamique)
Plan du chapitre
Diaporama
Résumé bilan de la vidéo sur les présentations Lagrangienne et Eulérienne des écoulements
Intérêt du référentiel Eulérien du laboratoire
Intérêt de choisir un référentiel dans lequel l'écoulement est stationnaire (si c'est possible)
Lignes de méca des fluides :
Pathlines (trajectoires); Timelines (lignes de coloration instantanée) ; Streaklines (lignes de coloration continue) ; Streamlines (lignes de courant l'instant t) : définition, expression mathématique de l'élément de ligne par le produit vectoriel avec la vitesse.
Identité des diverses lignes précédentes dans le cas particulier des régimes stationnaires.
Expression de l'accélération particulaire : éléments de cette accélération (locale + convective)
(Notion générale lagrangienne de dérivée particulaire)
Application à une RFDF : Euler puis Navier-Stokes
Ecoulements particuliers : uniformes, stationnaires, incompressible (dérivée particulaire de la masse volumique nulle à tout instant), irrotationnel.
Définition locale intrinsèque de l'opérateur rotationnel.
Forme intégrale : le théorème de Stokes reliant le flux de rotationnel et la circulation du champ vectoriel.
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Deuxième séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- DM4 : exercice 10 du TD MF1 à résoudre et rédiger pour vendredi
- Lecture très attentive (et réécriture) du corrigé du DS 4 en prévision de l'interro applicative de Lundi prochain.
Plan du chapitre
Diaporama
Résumé bilan de la vidéo sur les présentations Lagrangienne et Eulérienne des écoulements
Intérêt du référentiel Eulérien du laboratoire
Intérêt de choisir un référentiel dans lequel l'écoulement est stationnaire (si c'est possible)
Lignes de méca des fluides :
Pathlines (trajectoires); Timelines (lignes de coloration instantanée) ; Streaklines (lignes de coloration continue) ; Streamlines (lignes de courant l'instant t) : définition, expression mathématique de l'élément de ligne par le produit vectoriel avec la vitesse.
Identité des diverses lignes précédentes dans le cas particulier des régimes stationnaires.
Expression de l'accélération particulaire : éléments de cette accélération (locale + convective)
(Notion générale lagrangienne de dérivée particulaire)
Application à une RFDF : Euler puis Navier-Stokes
Ecoulements particuliers : uniformes, stationnaires, incompressible (dérivée particulaire de la masse volumique nulle à tout instant), irrotationnel.
Définition locale intrinsèque de l'opérateur rotationnel.
Forme intégrale : le théorème de Stokes reliant le flux de rotationnel et la circulation du champ vectoriel.
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Deuxième séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- DM4 : exercice 10 du TD MF1 à résoudre et rédiger pour vendredi
- Lecture très attentive (et réécriture) du corrigé du DS 4 en prévision de l'interro applicative de Lundi prochain.
Vendredi 11 Janvier
01 19 17:52
13h-15h : Chapitre MF: Statique des fluides (suite et fin de la statique)
Présentation d'un modèle d'atmosphère GP isotherme : détermination de l'évolution exponentielle négative de la pression en fonction de l'altitude. Signalement de la statistique de type Boltzmann apparaissant : distance caractéristique de la distribution particulaire fonction de la température T0.
Amélioration du modèle avec une température affine de l'altitude (-6,5°C par km)
Démonstration (par les étudiants) de la formule du nivellement barométrique
Questionnement sur l'appellation "modèle de l'atmosphère polytropique"
Rappels sur les transformations polytropiques
Vérification de la cohérence de l'appellation et obtention de k=1,23 (moins que l'exposant 1,4 de la loi de Laplace des transformations adiabatiques réversibles de GP)
Poussée d'Archimède : équivalence complète aux actions de pression. Enoncé du principe devenu théorème au XVIe
Torseur d'Archimède
Centre de Poussée
Application à l'exercice 3 du TD MF1
Introduction à la cinématique des écoulements : description Eulérienne plutôt que Lagrangienne.
Avantages et inconvénients de chacune des descriptions (systèmes ouverts ou fermés, écoulements permanents dans un référentiel du laboratoire, nécessité de modifier les relations fondamentales écrites jusqu'à présent pour des systèmes fermés (RFD et premier principe de la thermo par exemple)
Visionnage du film illustratif des deux approches (écoulement stationnaire dans un rétrécissement, vague de houle (trajectoires particulaires dans le référentiel du fond et dans le référentiel de la vague))
15h-17h : TIPE
Vérification des inscriptions SCEI
Discussions expérimentales
Travaux en cours :
- lire attentivement le corrigé du DS4
- DM 4 : Vol de ballon (exode 10 du TD MF1)
- Chercher les exercices du TD MF1 (2,4,5,6,7,9) pour mercredi
Présentation d'un modèle d'atmosphère GP isotherme : détermination de l'évolution exponentielle négative de la pression en fonction de l'altitude. Signalement de la statistique de type Boltzmann apparaissant : distance caractéristique de la distribution particulaire fonction de la température T0.
Amélioration du modèle avec une température affine de l'altitude (-6,5°C par km)
Démonstration (par les étudiants) de la formule du nivellement barométrique
Questionnement sur l'appellation "modèle de l'atmosphère polytropique"
Rappels sur les transformations polytropiques
Vérification de la cohérence de l'appellation et obtention de k=1,23 (moins que l'exposant 1,4 de la loi de Laplace des transformations adiabatiques réversibles de GP)
Poussée d'Archimède : équivalence complète aux actions de pression. Enoncé du principe devenu théorème au XVIe
Torseur d'Archimède
Centre de Poussée
Application à l'exercice 3 du TD MF1
Introduction à la cinématique des écoulements : description Eulérienne plutôt que Lagrangienne.
Avantages et inconvénients de chacune des descriptions (systèmes ouverts ou fermés, écoulements permanents dans un référentiel du laboratoire, nécessité de modifier les relations fondamentales écrites jusqu'à présent pour des systèmes fermés (RFD et premier principe de la thermo par exemple)
Visionnage du film illustratif des deux approches (écoulement stationnaire dans un rétrécissement, vague de houle (trajectoires particulaires dans le référentiel du fond et dans le référentiel de la vague))
15h-17h : TIPE
Vérification des inscriptions SCEI
Discussions expérimentales
Travaux en cours :
- lire attentivement le corrigé du DS4
- DM 4 : Vol de ballon (exode 10 du TD MF1)
- Chercher les exercices du TD MF1 (2,4,5,6,7,9) pour mercredi
Mecredi 9 Janvier
01 19 17:34
8h-12h : DS4 : Optique et Chimie
Exo 1 sur les fentes d’Young basiques (résultats d’expérimentation donc interférences et diffraction (tache))
Exo 2 sur l’interférométrie stellaire
Exo 3 sur le Michelson et des mesures de défauts de planéité
Exo 4 sur les réseaux de fentes en transmission
Exo 5 sur la thermochimie de réactions autour du silicium
Exo 6 sur des titrages acide-base associés à des précipitations
Enoncé
Corrigé
13h-17h : Suite du chapitre MF (Statique des fluides) (deux séances identiques dans les 2 demi-classes)
Equilibre local dans un champ de pesanteur : Relation Fondamentale de la Statique des Fluides ("hydrostatique")
Application à un fluide incompressible (eau) : augmentation régulière de la pression avec la profondeur
Exercice sur le baromètre de TORRICELLI : unité TORR
Exercice sur la fosse océanique avec un coefficient de compressibilité isotherme de l'eau donné uniforme
Expression de résultantes des forces de pression sur un "barrage plan"
Rôle de l'atmosphère des deux côtés
Détermination du centre de poussée Gf par calcul de moment nul en Gf
Cas d'un barrage cylindrique (démonstration de l'inutilité du calcul par équivalence au barrage plan)
Exo 1 sur les fentes d’Young basiques (résultats d’expérimentation donc interférences et diffraction (tache))
Exo 2 sur l’interférométrie stellaire
Exo 3 sur le Michelson et des mesures de défauts de planéité
Exo 4 sur les réseaux de fentes en transmission
Exo 5 sur la thermochimie de réactions autour du silicium
Exo 6 sur des titrages acide-base associés à des précipitations
Enoncé
Corrigé
13h-17h : Suite du chapitre MF (Statique des fluides) (deux séances identiques dans les 2 demi-classes)
Equilibre local dans un champ de pesanteur : Relation Fondamentale de la Statique des Fluides ("hydrostatique")
Application à un fluide incompressible (eau) : augmentation régulière de la pression avec la profondeur
Exercice sur le baromètre de TORRICELLI : unité TORR
Exercice sur la fosse océanique avec un coefficient de compressibilité isotherme de l'eau donné uniforme
Expression de résultantes des forces de pression sur un "barrage plan"
Rôle de l'atmosphère des deux côtés
Détermination du centre de poussée Gf par calcul de moment nul en Gf
Cas d'un barrage cylindrique (démonstration de l'inutilité du calcul par équivalence au barrage plan)
Lundi 7 janvier 2019
01 19 17:18
8h-10h : Chapitre MF1
Plan du chapitre
Diaporama
Statique des fluides :
- rappels sur le calcul de la pression cinétique (moyenne sur une collection suffisante de particules)
- besoin de travailler sur des grandeurs locales (pression, température, masse volumique, vitesse…)
- Définition et calcul d'ordre de grandeur pour l'échelle mésoscopique avec distinction gaz≠liquide
- Définition de la pression par l'action infinitésimale pressante (choix d'orientation des vecteurs surface)
- cas des pression uniformes : vecteur surface global (cas des surfaces ouvertes et des surfaces fermées : démo de sa nullité pour les surfaces fermées)
- Torseur des actions pressantes
- Démonstration de l'équivalent volumique des actions de pression (démo et utilisation de la formule du gradient à partir de Green Ostrogradski)
- Démo officielle par le découpage cubique cartésien usuel
- équilibre local dans un champ de pesanteur
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Première séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- préparation du DS4 : Optique et chimie
Plan du chapitre
Diaporama
Statique des fluides :
- rappels sur le calcul de la pression cinétique (moyenne sur une collection suffisante de particules)
- besoin de travailler sur des grandeurs locales (pression, température, masse volumique, vitesse…)
- Définition et calcul d'ordre de grandeur pour l'échelle mésoscopique avec distinction gaz≠liquide
- Définition de la pression par l'action infinitésimale pressante (choix d'orientation des vecteurs surface)
- cas des pression uniformes : vecteur surface global (cas des surfaces ouvertes et des surfaces fermées : démo de sa nullité pour les surfaces fermées)
- Torseur des actions pressantes
- Démonstration de l'équivalent volumique des actions de pression (démo et utilisation de la formule du gradient à partir de Green Ostrogradski)
- Démo officielle par le découpage cubique cartésien usuel
- équilibre local dans un champ de pesanteur
13h-18h : Série 1 de TP tournants (Première séance)
- TP A1 : Michelson (1)
- TP B1 : Lambdamétrie par goniométrie à réseau
- TP C1 : Conductimétrie thermique sur barres métalliques (régimes transitoires et permanents)
-TP D1 : Calorimétrie de réactions chimiques exothermiques
Travaux en cours :
- préparation du DS4 : Optique et chimie
Physique PT