Mécanique des fluides

Un fluide est un milieu matériel dans lequel les liaisons entre les particules qui le constituent sont généralement faibles.

La caractéristique principale d’un fluide est qu’il ne peut pas résister à une force de cisaillement. Sans entrer dans les détails, une contrainte de cisaillement est par exemple celle qui est appliquée par une paire de ciseaux. Certains fluides sont plus déformables que d’autres, mais un fluide se déforme toujours lorsque l’on applique une force de cisaillement à sa surface: il s’écoule.

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Alors qu’un solide résiste lorsqu’il est soumis à une force constante de cisaillement afin de revenir à sa forme initiale (ou il se brise lorsque sa limite d’élasticité a été dépassé), dans le cas d’un fluide une petite force de cisaillement provoquera une grande déformation pour un volume constant (voir la figure suivante). Lorsque l’on applique une force constante de cisaillement, un solide atteint un angle de déformation constant (a), alors que dans le cas d’un fluide (b) on parle d’une vitesse de déformation (qui peut être constante ou non).

Dans le prochaines pages nous ne parlerons pas des interactions entre les molécules du fluide ou de celles avec les parois du récipient qui le contient. Nous travaillerons dans le contexte de l’hypothèse de continuité.

Un fluide est continu dans l’espace qu’il occupe, nous ne prendrons donc pas en compte les discontinuités (les espaces vides) dans sa structure moléculaire.

Caractéristiques principales des fluides:

    • Faibles forces de cohésion entre leurs molécules.
    • Ils s’écoulent facilement.
    • Ils adoptent la forme du récipient qui les contient.
    • Ils sont pratiquement incompressibles (dans le cas des liquides).
    • Ils peuvent être liquides ou gazeux (dans ces pages nous étudierons principalement les liquides).
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