Chapitres
- Présentation02'29"
- Introduction02'30"
- Principes généraux, "lift" des balles05'34"
- Tourbillons, "cascades explosives" turbulentes04'57"
- Simulation numérique et applications au contrôle19'02"
- Volet arrière de la navette Hermes02'41"
- Simulation numérique des tempêtes11'12"
- Conclusion02'36"
- Questions22'46"
Notice
Fluides et tourbillons
- document 1 document 2 document 3
- niveau 1 niveau 2 niveau 3
Descriptif
"Les récents ouragans sur la France nous ont brutalement rappelé l'importance des fluides tels que l'air et l'eau. Ces fluides obéissent aux lois de la mécanique classique de Newton. Ils sont très instables: dans le sillage d'un obstacle (sur une automobile, un TGV, un avion ou un navire), les différences de vitesse engendrent de magnifiques tourbillons en spirale, qui, tels des vagues sur l'océan, déferlent en turbulence. Cette turbulence est bien décrite à petite échelle par la fameuse "" cascade de Kolmogorov "", où les différences de vitesse entre deux points sont proportionnelles à la puissance un tiers de leur distance. La turbulence est en fait considérée comme un des derniers grands problèmes non résolus de la physique moderne. A l'heure où les biologistes élucident la structure du génome humain, des progrès décisifs sur la structure de la turbulence et des tourbillons qui la composent ont pu être faits par la résolution numérique sur super-calculateur scientifique des équations du mouvement. Un traitement d'image performant permet de visualiser les tourbillons et de suivre leur évolution. Une avancée considérable a en particulier été faite grâce au concept de "" simulation des grandes échelles "", où les fluctuations à petite échelle sont éliminées et modélisées par une viscosité turbulente intelligente. On montre des exemples de ces simulations réalisées à Grenoble (par "" viscosités spectrale ""), avec les anneaux-vortex (responsables des ronds de fumée) dans un jet, et les tourbillons en arche au voisinage d'une paroi et sur une cavité. La simulation numérique est un outil très précieux pour le contrôle de la turbulence en aérodynamique, acoustique, combustion et pollution."
Dans la même collection
-
Les matériaux magnétiques : de la boussole à l'électronique de spin
PiecuchMichelLe mot magnétisme reste chargé de mystères, pourtant les phénomènes magnétiques sont connus depuis trois mille ans et les matériaux magnétiques sont omniprésents dans notre environnement. Le but de
-
L'utilisation des rayons X pour l'analyse de la matière
PetroffYvesLe rayonnement synchrotron est devenu en quelques années la principale source de rayons X. Il est émis par des particules chargées (électrons) qui sont accélérées par des champs magnétiques dans des
-
L'univers étrange du froid : à la limite du zéro absolu
GodfrinHenriAu voisinage du zéro absolu de température, la matière se transforme, adoptant des comportements que notre intuition a de la peine à appréhender. Certains gaz liquéfiés deviennent superfluides, s
-
Microscopies en champ proche
RoditchevDimitriL'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe
-
Conductivité et supraconductivité
LewinerJacquesLa matière est constituée d'atomes qui présentent beaucoup de points communs : un noyau, autour duquel des électrons gravitent. Dans ces conditions, pourquoi certains matériaux sont-ils isolants et
-
Comment les révolutions de l'information et des communications ont-elles été possibles ?
WeisbuchClaudeLes révolutions de l'information et des communications vont continuer à bouleverser tous les domaines de l'activité humaine. Ces révolutions sont nées du codage de l'information sous forme de paquets
-
Physique des tas de sable et de la matière molle
GuyonÉtienne"Matière molle ou douce, objet fragiles, autant d'appellations diverses d'une science au quotidien qui associe des compétences variées de chercheurs. Par exemple, derrière les exemples à goûter de
-
La superfluidité
BalibarSébastien"Peut-on voir au moins une propriété quantique de la matière à l'oeil nu ? Oui, il suffit de regarder de l'hélium liquide à suffisamment basse température. Je montrerai un liquide qui cesse de
-
Les cristaux et les quasi-cristaux
GratiasDenis"Un ""cristal"" est un solide dont les atomes se répartissent de façon triplement périodique dans l'espace. A cette définition, datant du début du siècle, l'Union Internationale de Cristallographie
-
Pourquoi la matière change-t-elle d'état : la compétition entre ordre et désordre
BrézinÉdouard"Les changements d'état de la matière, sous l'effet d'une élévation ou d'un abaissement de température, sont des phénomènes bien familiers. De même, on connaît depuis longtemps des substances dont la
Sur le même thème
-
Transitions de phases et limites infinies / Phase Transitions and Infinite Limits
Vincent Ardourel, Chargé de recherche au CNRS, Institut d’histoire et de philosophie des sciences et des techniques (IHPST, UMR 8590
-
Condenseurs de machines frigorifiques
Cette animation de la Marine Nationale montre différents types de condenseurs. Après un schéma expliquant le principe de fonctionnement, divers types de condenseurs sont présentés.
-
Cinématique du mouvement piston bielle vilebrequin
Cette animation de la Marine Nationale montre la cinématique du mouvement piston bielle vilebrequin. Après avoir visualisé le mouvement du piston, de la bielle et du vilebrequin, l'animation met en
-
Banc d'essais avec évaporateur et condenseur en plexiglas
Cette vidéo a été réalisée sur un banc d'essais particulier de la Marine Nationale où l'évaporateur et le condenseur sont construits en plexiglas. On y voit les différents composants du cycle
-
Détendeurs de machines frigorifiques
Cette animation de la Marine Nationale montre différents types de détendeurs. Divers types de détendeurs sont présentés, avec leur principe de fonctionnement. Pk est la pression de sortie du
-
Schéma de principe d'une TAG à double corps
Cette animation de la Marine Nationale montre comment fonctionne une TAG à double corps et à turbine de puissance. Il s'agit d'une machine aérodérivée, dont les axes couplant les turbomachines HP et
-
Fonctionnement d'un compresseur hermétique
Cette animation de la Marine Nationale montre comment fonctionne un compresseur hermétique. La première partie montre l'extérieur du compresseur, et la seconde présente ce qui se passe à l'intérieur.
-
Fonctionnement d'un détendeur thermostatique
Cette animation de la Marine Nationale montre le fonctionnement d'un détendeur thermostatique. Au début, le bulbe thermostatique est chaud, ce qui a pour effet d'augmenter sa pression de saturation,
-
Températures dans un condenseur de machine frigorifique
Cette animation de la Marine Nationale montre le diagramme des températures dans un condenseur de machine frigorifique, avec les évolutions de la température du frigorigène et de l'air de
-
Fonctionnement d'un moteur à 2 temps
Cette animation de la Marine Nationale montre le fonctionnement d'un moteur à 4 temps. Les différentes phases du cycle sont mises en évidence, avec l'ouverture et la fermeture des clapets, l
-
Réglage de la puissance thermique de la chaufferie nucléaire
Cette animation visualise le rôle des crémaillères de réglage de la puissance thermique, qui sont actionnées par les deux moteurs situés à gauche et à droite de la cuve, dans la partie basse.
-
Vue d'ensemble de la chaufferie nucléaire
Cette animation montre la chaufferie nucléaire dans son ensemble. Elle permet de se rendre compte de la taille du dispositif
