Les équations de Bernouilli 

Avant propos

1ère équation

2ème équation

3ème équation

 

Avant propos

Cette première partie vise à démontrer le cheminement à suivre pour arriver à déterminer les équations de Bernouilli .

Dans le cas d'un fluide parfait ( efforts tangentiels au solide qui disparaissent ) et incompressible et lors d'un régime stationnaire :

div V = 0 ( car r=0 dans un fluide incompressible )

pf = -grad Ep

Ep : énergie potentielle présente dans le fluide .

V : volume du solide dans lequel baigne le fluide .

f : force de volume par unité de surface .

 

Or, dans un fluide parfait, il n'y a pas de pertes de matières, d'où m = é rdV ( V : volume du solide )

m : masse du solide

 

De plus, la circulation du solide ( notée A ) dans un contour w est telle que :

d/dt é AdV = é adV = é -fdS + é A'dV ( Volume du solide défini par le contour w )

a : apport de A ( Volume / temps )

f : apport de A ( Surface / temps )

A' : production de A ( Volume / temps )

 

D'où :

é sf/st + div (rV) dVdS = 0

et [(dr/dt) + (grad r)*V] +rdiv V = ( Df/Dt) + rdiv V = 0

f : force du volume par unité de surface .

Df : différentielle totale de f

 

La quantité du mouvement est conservée aussi :

és(rV)dV / st + érVdS = é-rgz dV - é-pdS ( Surface délimitée par le contour du solide )

 

D'où és(0,5rV²)dV / st + é0,5rV²dS = é rfV dV - é-pVdS .

         és(0,5rV²)dV / st + é0,5rV²dS = rfV-div(pV)

 

Comme div(x*V)=x*divV+Vgrad x, nous avons :

rs(0,5rV²)/ st + 0,5V²sf / st + 0,5V²div(rV) + rVgrad (0,5V²)=rsV/ st +0,5V² + sr/ st + div (rV) + rVgrad (0,5V²)

 

avec la conservation de la masse, sr/ st + div (rV) = 0 .

 

D'où rs(0,5rV²)/ st + 0,5V²sf / st + 0,5V²div(rV) + rVgrad (0,5V²)=rf - pdiv V - V grad p .

 

1ère équation

Le fluide est incompressible, d'où pdiv V = 0 .

avec rf=-grad Ep et Ep = 0,5rV²,

[rsV/ st + grad (0,5V² + p + Ep )]*V=0  

 

[rsV/ st + grad (0,5V² + p + Ep )]=0 le long d'une ligne de courant .

 

2ème équation

rDV/Dt - r[sV/ st + grad V*V ] = r[sV/ st + grad V²/2 + (rot V)^V]=rf -grad p

d'où [rsV/ st + grad (0,5rV² + p + Ep ) + ( rot V ) ^V] * t =0

 

3ème équation

D'après le théorème de l'énergie cinétique,

Ec(t1)-Ec(t) = Somme W

avec t1 différent de t .

Ec : énergie cinétique .

W : travail des forces extérieures au mouvement .

D'où

0,5m2V2² -0,5m1V1² = -m2gz2 + m1gz1

0,5rV2² + r2 + rgz2 = 0,5rV1² + r1 + rgz1

Positionnement et Statistiques Gratuites  
Accueil   Livre d'or   Forum