Rheology and fluid mechanics
Résumé
Ce cours est une introduction à la rhéologie des solides viscoélastiques linéaires, aux phénomènes d'écoulements des fluides, et aux méthodes utilisées en rhéologie. Les fluides Newtoniens ou non, la turbulence, les fluides réactifs et les suspensions sont abordés avec de nombreux exemples.
Contenu
RHÉOLOGIE DES SOLIDES
Introduction générale, viscoélasticité linéaire, relaxation de contrainte et fluage
Modèles mécaniques et superposition de Boltzmann
Essais harmoniques, bases physiques et équivalence temps-température
RHÉOLOGIE DES LIQUIDES
Fluides Newtoniens et équations de Navier-Stokes
Ecoulements viscosimétriques et analyse dimensionnelle
Ecoulements non-Newtoniens et mesures rhéométriques
Ecoulements turbulents
RHÉOLOGIE DES FLUIDES COMPLEXES
Chémorhéologie, suspensions et émulsions
Rhéologie des suspensions et études de cas
Compétences requises
Cours prérequis indicatifs
Milieux continus
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Enoncer les définitions de base des types de chargement simples et écoulements rhéologiques.
- Décrire l'influence de la température sur les écoulements solides et liquides, et savoir utiliser le principe d'équivalence temps-température.
- Manipuler et appliquer dans les situations appropriées les équations de base de la mécanique des fluides Newtoniens pour résoudre analytiquement les problèmes d'écoulement.
- Proposer une interprétation moléculaire du comportement des matériaux non-Newtoniens
- Appliquer les modèles simples du comportement non-Newtonien des fluides (loi puissance)
- Reconnaitre les principes de l'influence du temps sur le comportement des matériaux, et le concept de temps caractéristique du matériau lors d'un écoulement.
- Analyser dans des cas de chargement simples (constant, linéaire ou sinusoïdal) les équations constitutives des modèles mécaniques de viscoélasticité linéaire.
- Esquisser l'évolution rhéologique des systèmes réactifs (chémorhéologie) .
- Proposer les méthodes analytiques et expérimentales de caractérisation rhéologique (rhéométrie) et proposer des méthodes adaptées pour des cas concrets
- Analyser des problèmes simples d'écoulements industriels pour déterminer les hypothèses de calcul et les équations à résoudre.
Compétences transversales
- Auto-évaluer son niveau de compétence acquise et planifier ses prochains objectifs d'apprentissage.
Méthode d'enseignement
Ex cathedra avec exercices et test blanc
Travail attendu
Préparation des exercices
Méthode d'évaluation
Examen écrit
Ressources
Bibliographie
Donnée dans le polycopié
Ressources en bibliothèque
- Applied stress analysis of plastics: A mechanical engineering approach / Krishnamatchari
- Viscoelastic properties of polymers / Ferry
- Dynamics of polymeric liquids / Bird
- Rheology principles, measurements, and applications / Macosko
- Engineering Rheology / Tanner
- Flow and rheology in polmer composites, Vol. 10 / Advani
- Initiation à la rhéologie / Couarraze
- Rheological Techniques / Whorlow
- Rheological Phenomena in Focus / Boger
- Viscoelasticity of engineering materials / Haddad
- An Introduction to Fluid Dynamics / Batchelor
Références suggérées par la bibliothèque
Polycopiés
Polycopié du cours et formulaire
Liens Moodle
Préparation pour
Composites polymères/Polymères,structure,propriétés/Technologie & mise en oeuvre des polymères/Matériaux divisés
In the programs
- Semester: Spring
- Exam form: Written (summer session)
- Subject examined: Rheology and fluid mechanics
- Lecture: 3 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks