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Equation de Navier-Stokes

Posté par denje (invité) 16-12-06 à 02:15

Bonsoir,
J'aimerais savoir si ce que j'ai fait pour l'exercice suivant est correct mais aussi comment trouver le 2) et le 3).
Voici l'énoncé:
Considérez un écoulement laminaire stationnaire de type Couette-Poiseuille d'un fluide incompressible, se trouvant entre 2 surfaces parallèles horizontales distantes d'une longueur b. Une de ces surfaces est au repos et l'autre est entrainée à une vitesse U selon une direction x horizontale alors que, de plus, un gradient de pression existe selon cette direction x.

1°) Etablir en justifiant étape par étape comment on arrive a l'expression de la vitesse locale du fluide 4$u_{x}(y) ou y est la direction verticale( perpendiculaire aux surfaces), supposant qu'à proximité de toute paroi, la premiere couche de fluide colle à celle-ci
2°) Comment varie la pression selon x soit p(x), si a est la longueur des plaques dans cette direction et qu'une différence de pression externe de dp=p(0)-p(a) > 0 existe entre x=0 et x=a
3°) Que vaut le débit volumique pour un tel écoulement s'étalant selon la troisieme direction (z) sur une distance c>>b?

Voici donc ce que je trouve:

1°) j'arrive apres 2 pages de calcul à :
4$u_{x}(y) = \frac{\partial p}{\partial x} {1 \over 2 \gamma} (b^2 + y^2 - 2by) + { u_{O} \over b} y

qui me semble correct, déjà rien que par le fait qu'au bord l'équation de vitesse tient la route

2°) je ne sais pas trop comment faire, mais intuitivement je partirais de l'équation précédemment trouvée, et ensuite j'integrerais pour trouver p(x) et j'arrive à un résultat farfelu qui est le suivant:
4$p(x) = \frac{2 \gamma x}{b^2+y^2-2by} (u_{x\(y) - { u_{0} \over b} y) + p(0)
ce qui n'est pas très correct d'apres moi ...

pour ce qui est du 3°) je n'ai pas vraiment d'idée ...

D'avance merci,
denje.

Posté par denje (invité)re : Equation de Navier-Stokes 16-12-06 à 02:27

en cherchant encore un peu j'ai eu l'idée de poser ce qu'il y a avant le coefficient du terme en x et de dire que c'est une constante(car dans la question p(x) ne dépend que de x!), ce qui m'a conduit à :
p(x) = \alpha x + p(0)
et grâce aux conditions de pression en x=a => p(a)=p(x)
j'obtiens successivement :
p(a) = \alpha a + p(0) \Longleftrightarrow \alpha = {p(a) - p(0) \over a}
ce qui me donne en remplacant dans alpha dans p(x):
p(x) = {(p(a) - p(0)) \over a} x + p(0)
qui est en accord avec les conditions de pression. Par contre je ne sais pas du tout si c'est correct ou non...

Posté par denje (invité)re : Equation de Navier-Stokes 16-12-06 à 12:23

bon, apres une courte nuit de sommeil, je me suis réveillé en me disant que ma réponse à l'exercice 1 était incorrecte... et en effet, apres avoir refait l'équation différentielle de départ, qui était :
\frac{\partial p}{\partial x} = \gamma \frac{\partial^2 u_{x}(y)}{\partial y^2}
je trouve:
u_{x}(y) = \frac{\partial p}{\partial x} \frac{y}{2 \gamma}(y - b) + \frac{u_{0} y}{b}

qui vérifie bien les conditions de départ.



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