CHAPITRE 01 : Notions de base de la réfrigération et des mathématiques

1.1 Fluides et champs d'écoulement
1.1.1 Définition du fluide
1.1.2 Champ d'écoulement du fluide
1.1.3 Types de fluides
1.1.4 Mécanique des fluides
1.2 Dimensions et unités
1.2.1 Unités SI
1.2.2 Système d'unités gravitationnelles
1.3 Propriétés des fluides
1.3.1 Densité
1.3.2 Poids spécifique
1.3.3 Astrologie
1.3.4 Compressibilité et élasticité
1.3.5 Tension superficielle
1.3.6 Pression de vapeur et cavitation

CHAPITRE 02 Statique des fluides

2.1 Pression du fluide
2.1.1 Contraintes et pressions
2.1.2 Transmission de pression
2.1.3 Pression relative et pression absolue
2.1.4 Répartition de la pression hydrostatique
2.1.5 Mesure de la pression
2.2 Forces agissant sur les objets
2.2.1 Prisme de pression
2.2.2 Forces agissant sur la réputation
2.2.3 Forces agissant sur les corps courbes
2.3 Flottabilité et stabilité
2.3.1 Flottabilité
2.3.2 Stabilité
2.4 Fluide relativement immobile
2.4.1 Équations du mouvement en hydrodynamique
2.4.2 Mouvement rectiligne uniformément accéléré
2.4.3 Mouvement de rotation uniforme

CHAPITRE 03 DYNAMIQUE DES FLUIDES

3.1 Écoulement du fluide
3.1.1 Classification des écoulements de fluides
3.1.2 Méthode de description du champ d'écoulement
3.1.3 Visualisation de l'écoulement des fluides
3.1.4 Équations d'Euler
3.1.5 Équation de Bernoulli
3.1.6 Mouvement des particules fluides
3.2 Équation de continuité
3.2.1 Méthode du volume d'inspection
3.2.2 Théorème de transport de Reynolds
3.2.3 Équation de continuité sous forme intégrale
3.2.4 Équation de continuité sous forme différentielle
3.3 Équations du mouvement
3.3.1 Équations du mouvement pour les fluides parfaits
3.3.2 Équations du mouvement des fluides visqueux
3.4 Équation de l'énergie
3.4.1 Équation générale de l'énergie
3.4.2 Équation d'énergie étendue

CHAPITRE 04 Analyse de la quantité de mouvement des systèmes fluides

4.1 Équation de quantité de mouvement linéaire
4.1.1 Loi de la quantité de mouvement
4.1.2 Applications de l'équation de quantité de mouvement
4.1.3 Autres applications de l'équation de quantité de mouvement
4.2 Équation de quantité de mouvement
4.2.1 Loi du moment angulaire
4.2.2 Application de l'équation du moment de quantité de mouvement

CHAPITRE 05 Écoulement des fluides incompressibles et non visqueux

5.1 Équations de base
5.2 Fonctions de flux
5.2.1 Fonction de flux
5.2.2 Signification géométrique des fonctions de flux
5.2.3 Applications des fonctions de flux
5.3 Flux potentiel
5.3.1 Vorticité et irrotation
5.3.2 Écoulement irrotationnel avec lignes de courant concentriques
5.3.3 Équation de Bernoulli en écoulement irrotationnel
5.3.4 Potentiel de vitesse / 268 5.3.5 Potentiel complexe
5.4 Divers flux potentiels
5.4.1 Flux potentiel de base
5.4.2 Synthèse des champs d'écoulement potentiels
5.4.3 Écoulement potentiel autour d'un cylindre
5.4.4 Mouvement des tourbillons
5.5 Théorie des ailes
5.5.1 La formule de Blasius
5.5.2 Théorème de Kutta-Joukowski
5.5.3 Transformation conforme

CHAPITRE 06 Analyse dimensionnelle et lois de similitude

6.1 Introduction
6.2 Principes de l'analyse dimensionnelle
6.3 Nombres sans dimension
6.3.1 Forces associées au mouvement des fluides
6.3.2 Nombres sans dimension importants
6.4 Analyse dimensionnelle
6.4.1 Théorème Pi
6.4.2 Méthode séquentielle d'Ipsen
6.4.3 Adimensionnalisation des équations régissant le système
6.5 Loi de similitude
6.5.1 Similitude géométrique
6.5.2 Similitude cinématique
6.5.3 Supériorité mécanique

CHAPITRE 07 Écoulement des fluides incompressibles et visqueux

7.1 Écoulement des fluides réels
7.1.1 Écoulement laminaire et turbulent
7.1.2 Apparition de turbulences
7.2 Turbulence
7.2.1 Caractéristiques de la turbulence
7.2.2 Contrainte de cisaillement turbulente
7.2.3 Théorie de la turbulence
7.3 Couche limite
7.3.1 Le concept de couche limite
7.3.2 Couche limite de vitesse
7.3.3 Épaisseur de la couche limite de vitesse
7.3.4 Séparation de la couche limite
7.4 Écoulement des fluides incompressibles et visqueux
7.4.1 Écoulement laminaire entre deux plaques
7.4.2 Écoulement laminaire dans les tubes concentriques
7.4.3 Théorie de la lubrification

CHAPITRE 08 Écoulement interne des fluides visqueux

8.1 Flux interne
8.1.1 Zone d'entrée et zone entièrement aménagée
8.1.2 Perte de courant
8.2 Écoulement laminaire dans la conduite
8.2.1 Distribution de la vitesse laminaire
8.2.2 Contrainte de cisaillement laminaire
8.2.3 Chute de pression laminaire
8.2.4 Écoulement laminaire dans une conduite non circulaire
8.3 Écoulement turbulent dans la conduite
8.3.1 Structure de l'écoulement turbulent dans la conduite
8.3.2 Contrainte de cisaillement turbulente
8.3.3 Chute de pression turbulente
8.3.4 Distribution de la vitesse turbulente
8.4 Perte de charge interne
8.4.1 Pompe
8.4.2 Perte hebdomadaire
8.4.3 Perte collatérale
8.5 Réseau de canalisations
8.5.1 Tuyau simple
8.5.2 Pipeline composite

CHAPITRE 09 Écoulement externe de quasi-fluide

9.1 Caractéristiques générales du flux externe
9.1.1 Développement de la couche limite
9.1.2 Traînée et portance
9.2 Caractéristiques de la couche limite
9.2.1 Couche limite laminaire
9.2.2 Approximation de la couche limite de Prandtl/Blasius
9.2.3 Équation intégrale de la couche limite de quantité de mouvement
9.2.4 Couche limite turbulente
9.2.5 Coefficient de frottement de la couche de transition
9.2.6 Couche limite en présence d'un gradient de pression
9,3 Traînée
9.3.1 Traînée de frottement, traînée de pression
9.3.2 Coefficient de traînée
9.3.3 Vitesse de sédimentation de la sphère
9.4 Calendrier solaire
9.4.1 Production d'énergie solaire
9.4.2 Performances de l'aile
9.4.3 Portance et traînée dues à la rotation
9.4.4 Traction et portance des automobiles

CHAPITRE 10 Écoulement des fluides compressibles et non visqueux

10.1 Propriétés des fluides compressibles et non visqueux
10.1.1 Équation d'état
10.1.2 Écoulement isentropique
10.1.3 Quantité d'état de stagnation
10.2 Vitesse du son et nombre de Mach
10.2.1 Vitesse du son
10.2.2 Nombre de Mach
10.3 Écoulement isentropique des gaz parfaits
10.3.1 Relations entre la température, la pression et le nombre de Mach
10.3.2 Changements de vitesse et d'état en fonction de la section d'écoulement
10.3.3 Écoulement isentropique dans la tuyère
10.4 Ébullition et écoulement entropique des gaz parfaits
10.4.1 Onde de choc verticale
10.4.2 Écoulement adiabatique avec frottement
10.4.3 Flux de transfert de chaleur sans frottement

CHAPITRE 11 Flux par nombre

11.1 Caractéristiques de l'écoulement dans un certain nombre de canaux
11.1.1 Classification des débits par nombre de canaux
11.1.2 Caractéristiques du même type
11.1.3 Énergie spécifique, débit limite
11.2 Frottement dans l'écoulement à travers les canaux
11.2.1 La formule de Chezy
11.2.2 Relation de rugosité de Manning
11.3 Section transversale avec nombre optimal de sections
11.3.1 Canal rectangulaire
11.3.2 Canal trapézoïdal
11.3.3 Canal circulaire
11.4 Flux de changement progressif
11.4.1 Équations différentielles fondamentales
11.4.2 Classification des flux de changement progressif
11.5 Fluide à évolution rapide
11.5.1 Théorie du ressaut hydraulique
11.5.2 Classification des ressauts hydrauliques

CHAPITRE 12 ANNEXE

La mécanique des fluides existe depuis l'Antiquité, depuis qu'Archimède, dans la Grèce antique, a expliqué les principes de l'hydraulique et de la poussée d'Archimède, jusqu'à la mesure du niveau des rivières. Cependant, avec le développement de la science moderne au XVIIe siècle, elle a commencé à se développer systématiquement en tant que discipline académique grâce aux avancées théoriques et mathématiques de Newton, Bernoulli, Euler et d'autres.

La mécanique des fluides est l'étude des relations dynamiques des fluides au repos ou en mouvement.
Plus précisément, il traite des théories et des problèmes pratiques liés aux fluides dans tous les domaines de l'ingénierie, y compris les machines hydrauliques utilisant l'air, l'eau ou d'autres fluides comme fluide de travail, ainsi que la construction navale et l'aviation, le génie civil et le génie chimique.
En génie mécanique, la mécanique des fluides occupe une place très importante aux côtés de la thermodynamique industrielle et de la mécanique des matériaux.
Jusqu'à présent, la mécanique des fluides se divisait en deux branches : la mécanique des fluides théorique (hydrodynamique), qui étudie les fluides idéaux d'un point de vue théorique ou mathématique, et l'hydraulique, qui examine le comportement des fluides visqueux, c'est-à-dire des fluides réels comme l'eau, d'un point de vue pratique et expérimental. Cependant, ces dernières années, il est devenu courant de regrouper ces deux branches et de les aborder sous l'appellation unique de dynamique des fluides.

Les auteurs étudient et enseignent depuis longtemps les domaines liés aux fluides, mais ont toujours regretté l'absence d'un ouvrage approprié sur la mécanique des fluides.
Cela s'explique par le fait que la majorité des ouvrages publiés à ce jour sur la mécanique des fluides sont amphibies ; ces livres omettent les explications détaillées car ils tentent de décrire le vaste domaine de la mécanique des fluides en un nombre limité de pages, et ils mettent l'accent sur les aspects pratiques, sans traitement théorique.
Par conséquent, ce livre permet aux étudiants de comprendre facilement les concepts et théories de base de l'écoulement des fluides grâce à de nombreux exemples utilisant leurs connaissances des équations différentielles et de l'analyse vectorielle.

La mécanique des fluides peut être globalement divisée en statique des fluides et en dynamique des fluides, et les fluides peuvent être classés en fluides incompressibles et fluides compressibles.
Les fluides incompressibles et compressibles sont eux-mêmes divisés en fluides non visqueux et visqueux.
Ce livre aborde donc les concepts de base de la mécanique des fluides, puis la statique des fluides, et à partir du chapitre 3, tous les domaines de la dynamique des fluides.

Ensuite, nous avons abordé l'analyse de la quantité de mouvement des systèmes fluides pour déterminer la vitesse des objets en mouvement, l'écoulement des fluides incompressibles et non visqueux (fluides idéaux), l'analyse dimensionnelle et les lois de similitude.
Après la description des fluides incompressibles et visqueux (fluides réels), de l'écoulement interne des fluides visqueux, de l'écoulement externe des fluides visqueux et des fluides compressibles non visqueux, l'écoulement en canal ouvert a finalement été décrit.