Éléments de turbulence

ISBN9782553014079 EditorPresses internationales Polytechnique pages256 Published2006-12-04
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L'étude de la turbulence constitue sans aucun doute la branche la plus complexe de la mécanique des fluides. L'ouvrage Éléments de turbulence propose un exposé complet du sujet tout en étant concis. Il vise à combler une lacune en présentant dans un texte unifié un ensemble de concepts et d'équations que l'on trouve épars dans des traités ou des articles de périodique souvent inaccessibles pour les non-spécialistes.

Le livre s'adresse en premier lieu aux étudiants des cycles supérieurs qui abordent cette discipline après avoir suivi un premier cours de mécanique des fluides. Les ingénieurs praticiens désirant parfaire leurs connaissances y trouveront également une source de renseignements très utile.

Dans les deux premiers chapitres, l'auteur se penche sur la transition vers la turbulence, les échelles, l'approche statistique et les hypothèses de fermeture courantes. Les chapitres suivants traitent des solutions de similitude classiques des équations de transport en conduite et en écoulement libre, du raccordement des profils entre les régions de la paroi et du défaut de vitesse, de la turbulence homogène, de l'approche spectrale et des méthodes expérimentales. Outre la présentation théorique, l'ouvrage comporte de nombreux graphiques et illustrations, douze exercices et soixante-quatorze
problèmes.

AUTEUR
Michel Prud'homme est diplômé de l'École Polytechnique de Montréal. Il a obtenu un doctorat en modélisation de la turbulence à la University of California à Irvine, aux États-Unis. Après un stage post-doctoral à la University of Cambridge, en Grande-Bretagne, il a rejoint les rangs du Département de génie mécanique de l'École Polytechnique de Montréal, où il est aujourd'hui professeur titulaire. Ses activités de recherche couvrent les problèmes inverses en transfert de chaleur avec convection et diffusion massique, la stabilité des écoulements en convection naturelle et les simulations numériques.

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L'étude de la turbulence constitue sans aucun doute la branche la plus complexe de la mécanique des fluides. L'ouvrage Éléments de turbulence propose un exposé complet du sujet tout en étant concis. Il vise à combler une lacune en présentant dans un texte unifié un ensemble de concepts et d'équations que l'on trouve épars dans des traités ou des articles de périodique souvent inaccessibles pour les non-spécialistes.

Le livre s'adresse en premier lieu aux étudiants des cycles supérieurs qui abordent cette discipline après avoir suivi un premier cours de mécanique des fluides. Les ingénieurs praticiens désirant parfaire leurs connaissances y trouveront également une source de renseignements très utile.

Dans les deux premiers chapitres, l'auteur se penche sur la transition vers la turbulence, les échelles, l'approche statistique et les hypothèses de fermeture courantes. Les chapitres suivants traitent des solutions de similitude classiques des équations de transport en conduite et en écoulement libre, du raccordement des profils entre les régions de la paroi et du défaut de vitesse, de la turbulence homogène, de l'approche spectrale et des méthodes expérimentales. Outre la présentation théorique, l'ouvrage comporte de nombreux graphiques et illustrations, douze exercices et soixante-quatorze
problèmes.

AUTEUR
Michel Prud'homme est diplômé de l'École Polytechnique de Montréal. Il a obtenu un doctorat en modélisation de la turbulence à la University of California à Irvine, aux États-Unis. Après un stage post-doctoral à la University of Cambridge, en Grande-Bretagne, il a rejoint les rangs du Département de génie mécanique de l'École Polytechnique de Montréal, où il est aujourd'hui professeur titulaire. Ses activités de recherche couvrent les problèmes inverses en transfert de chaleur avec convection et diffusion massique, la stabilité des écoulements en convection naturelle et les simulations numériques.
Avant-propos

Sources des figures

Liste des principaux symboles

Chapitre 1 - Introduction à la turbulence
Tour d'horizon, concepts généraux. Notions de valeurs moyennes et de fluctuations. Échelles caractéristiques de la turbulence.

Chapitre 2 - Équations fondamentales
Équation de continuité. Équation de Navier-Stokes moyenne. Équation de transport du tenseur de Reynolds. Modèles algébriques et longueur de mélange. Modèles à deux équations, modèle k-(alpha). Transport d'un scalaire.

Chapitre 3 - Écoulement pleinement développé en conduite
Écoulement de Couette. Écoulement de Poiseuille plan. Écoulement de Poiseuille dans un tube. Région de la paroi et région du défaut de vitesse. Développement des solutions de l'écoulement de Poiseuille. Coefficient de frottement pour parois lisses et rugueuses.

Chapitre 4 - Écoulements non confinés
Couche limite : définitions et concepts fondamentaux. Équations de couche limite sur une surface courbe. Développement des solutions de la couche limite. Sillage plan. Jet turbulent. Couche de mélange.

Chapitre 5 - Turbulence homogène et isotrope
Tenseur de corrélation à deux points dans un écoulement homogène. Cinématique de la turbulence homogène et isotrope. Dynamique de la turbulence homogène et isotrope. Résultats expérimentaux
et applications à la modélisation.

Chapitre 6 - Techniques de mesure en turbulence
Anémométrie à fil chaud. Anémométrie laser. Vélocimétrie à images.

Annexe A - Notation tensorielle

Annexe B - Paramètres et formules pour l'analyse de perturbations de la couche limite

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