Dynamique des gaz en écoulements compressibles
AER102


Objectifs pédagogiques :

A l'issue de ce cours, vous serez capable :

D'employer le formalisme mathématique dédié à la modélisation des écoulements isentropiques dans des conduites;

D'intégrer l'apparition possible d'un phénomène d'onde de choc dans une configuration;

D'utiliser un outil de calcul numérique associé à une bibliothèque métier dans un environnement de développement intégré (IDE python) afin d'obtenir des solutions numériques approchées.

Sur banc d'essai, de collecter et mesurer des données expérimentales associées aux différents régimes de fonctionnement d'une tuyère, dans le cadre de l'analogie hydraulique.


 
 

Public et conditions d'accès :

Avoir un niveau Bac + 3/4
Avoir le niveau des UE AER104 (Mécanique des fluides) et UTC404 (Fondamentaux de thermodynamique et mécanique des fluides) ou être agréé par l'enseignant.

Compétences :

Modéliser des écoulements à haute vitesse, en phase de pré-dimensionnement, dans un contexte de bureau d'étude;

Utiliser un outil de calcul numérique associé à une bibliothèque métier pour obtenir des solutions numériques approchées;

Réaliser et exploiter les résultats d'une campagne expérimentale sur banc d'essai.

 

Méthodes de validation :

Examen final qui consistera à mobiliser le formalisme mathématique étudié dans ce cours pour répondre à un problème posé sous la forme d'une étude de cas, mettant en jeu des écoulements à hautes vitesses. Notes de TP. 

Contenu de la formation :

Cet enseignement est organisé en quatre séquence pédagogiques dont les intitulés et objectifs d'apprentissage sont détaillés ci-après.
Chaque séquence listée comprend un cours à étudier, des TD basés sur le cours (à effectuer seul·e ou à plusieurs et à remettre à l'enseignant), ils donnent lieu à un feedback détaillé. Un TP de calcul numérique complète le thème abordé dans la séquence. Conçus de manière progressives et guidés par l'enseignant, ces TP permettent des calculs d'intérêt pour l'ingénieur, sinon impossible à obtenir (quelques connaissances de bases du langage de programmation python seront utiles). 


Séquence 1/ Formalisme thermodynamique et mécanique des fluides :

  • Utiliser le formalisme thermodynamique pour définir un écoulement compressible et décrire les différents régimes d'écoulement associés;
  • Employer le formalisme thermodynamique pour décrire mathématiquement les échanges d'énergies dans les écoulements à haute vitesse;
  • Utiliser les bilans globaux en mécanique des fluides pour calculer des quantités d'intérêts utiles à l'ingénieur dans un écoulement en régime compressible simplifié.
     

Séquence 2/ Écoulements isentropiques -  formalisme dédié :

  • Utiliser le formalisme thermodynamique pour définir un écoulement compressible et décrire les différents régimes d'écoulement associés;
  • Employer le formalisme thermodynamique pour décrire mathématiquement les échanges d'énergies dans les écoulements à haute vitesse;
  • Utiliser les bilans globaux en mécanique des fluides pour calculer des quantités d'intérêts utiles à l'ingénieur dans un écoulement en régime compressible simplifié.
     

Séquence 3/ Cas limite : un phénomène d'écoulement non isentropique :

  • Décrire le phénomène d'onde de choc et anticiper son apparition pour une configuration donnée ;
  • Calculer les propriétés de l'écoulement à travers une onde de choc normale et oblique ;
  • Utiliser la théorie des ondes de choc pour calculer les performances d'une entrée d'air d'un moteur d'avion évoluant en régime supersonique.
     

Séquence 4/ Les écoulements isentropiques bidimensionnels :

  • Décrire les hypothèses de travail nécessaire à l'utilisation de la méthode des caractéristiques;
  • Utiliser une version simplifiée de la méthode des caractéristiques (la méthode choc-détente) en phase de pré-dimensionnement en aérodynamique externe;
  • Décrire les étapes de l'algorithme (complet) de résolution d'écoulement par la méthode des caractéristiques ;
  • Appliquer la méthode des caractéristiques au calcul de la forme en plan de tuyère propulsive en phase de pré-dimensionnement ;
  • Appliquer la méthode des caractéristiques au calcul des performances de tuyère propulsive de forme donnée en phase de pré-dimensionnement.

Vous trouverez des informations complémentaires sur nos formations à l'adresse : https://mecanique-materiaux.cnam.fr/

Bibliographie :
  • J. DELERY: Traité D'aérodynamique Compressible - Volume 1-3 (Hermès Science Publications, 2008)
  • P. CHASSAING: Mécanique des fluides (Cépaduès Editions, 1997)
  • J.D. ANDERSON: Modern Compressible Flows (McGraw Hill, 2004)

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants :

  • LG03406A : Licence Sciences, Technologies, Santé mention Sciences pour l'ingénieur parcours Mécanique
  • DIE9303A : Diplôme d'établissement Responsable technique et opérationnel des systèmes mécaniques et électriques parcours Aérodynamique
  • CYC9402A : Diplôme d'ingénieur Spécialité mécanique parcours Aéronautique - Aérodynamique

Prochaines sessions de formation

Filtres :
Centre de formation Semestre
2022/2023
Jours de
formation
Modalité Tarif    
Paris Semestre 1 180 € Ouverture des inscriptions
le 01/09/2022

Date de début des cours (*) :

  • 19/09/2022

* Les dates fournies sont d'ordre général à toutes les formations.
  Les cours pour cette formation peuvent potentiellement commencer un peu plus tard dans le semestre.

Ajouter au panier
Contacter le centre
Légende :
Date de début de cours :
  • Île-de-France :
    • 1er semestre et annuel : 26/09/2022
    • 2e semestre : 01/03/2023
  • Paris :
    • 1er semestre et annuel : 19/09/2022
    • 2e semestre : 06/02/2023

Les dates fournies sont d'ordre général à toutes les formations. Les cours pour cette formation peuvent potentiellement commencer un peu plus tard dans le semestre.

Tarif :

Seul le financement à titre individuel est proposé à l'inscription en ligne. Si vous souhaitez financer votre formation par votre entreprise, vous devez demander un devis auprès de nos centres Tarifs en vigueur depuis le 17 juin 2020.

Annuel :

Il s'étend de fin septembre / début octobre à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Semestre 1 :

Il s'étend de fin septembre / début octobre à fin janvier / début février (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Semestre 2 :

Il s'étend de fin février / début mars à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Cours du soir :

Les cours commencent le plus souvent à 18h30 dans les centres.

  Cours en journée :

Se renseigner auprès du centre pour connaître les horaires.

Cours en ligne :

Les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d'e-learning animées et tutorées par un enseignant. Des regroupements peuvent être proposés dont certains sont obligatoires.

  Classe virtuelle :

L'enseignant à distance intervient en direct et en visioconférence sur la plateforme d'e-learning. Il complète son intervention par des activités interactives (exercices échanges…)

  Cours en ligne hybride :

Cette modalité propose une majorité de cours en ligne tuteurés et des regroupements en présentiel obligatoires.

  Cours hybrides :

Cette modalité mixe des cours en présentiel (en cours du soir ou en journée) et des cours en ligne.

  Cours en ligne organisés par un autre
centre CNAM Régional :

Les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d'e-learning animées et tutorées par un enseignant.

Recherche en cours