Transports de particules

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 24 heures
  • Temps de travail personnel : 126 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
Le but de ce cours est de donner quelques éléments de théorie cinétique pour la modélisation et simulation numérique de systèmes de particules, en se focalisant surtout sur la dynamique des gaz (applications à l'aérodynamique haute altitude et aux écoulements dans les micro-machines et les systèmes à vide) et le transfert radiatif (applications au transfert de chaleur dans les matériaux optiques). Quelques applications de cette théorie à d'autres domaines seront abordés (modélisation de spray, de pluie, etc.).

L'accent sera porté sur les modèles et leurs approximations par des méthodes numériques déterministes. La dernière partie du cours montrera comment cette théorie peut servie à simuler des écoulements de fluides incompressibles avec la méthode "Boltzmann sur réseau", dont la popularité est croissante à l'heure actuelle.

Une partie du cours sera consacrée à des TP sur machine pour mettre en oeuvre les méthodes numériques étudiées.

Les prérequis sont les méthodes numériques élémentaires pour les équations aux dérivées partielles (volumes finis, schéma d'Euler, etc) et une bonne maîtrise du fortran 90.

Plan :

1. Théorie cinétique du transport de particules : exemples (dynamique des gaz, transfert radiatif, sprays, pluie)

2. Lien avec les modèles macroscopiques (équations d'Euler, de Navier-Stokes, de diffusion)

3. Quelques méthodes de simulation déterministes

4. Lien avec les écoulements incompressibles : la méthode de Boltzmann sur réseau

Compétences :
  • Connaître le ou les champs professionnel(s) associé(s) à la discipline.
  • Être en capacité d'investir ses connaissances et aptitudes dans le cadre d'une mise en situation professionnelle.
  • Etre capable de communiquer des résultats à l'écrit et à l'oral
  • Assurer une veille scientifique et professionnelle

  • Être autonome dans le travail
  • Maitriser les bases scientifiques de la modélisation et les outils modernes du langage scientifique : mathématiques, statistiques, méthodes numériques
  • Maitriser les outils informatiques de conception et de calcul utilisés dans la profession
  • Avoir des connaissances scientifiques et techniques

  • Connaître et mettre en application les principaux modèles mathématiques intervenant dans les différentes disciplines connexes du domaine Sciences et Technologies mais aussi des autres domaines
  • Être capable de résoudre des équations (linéaires, algébriques, différentielles) de façon exacte et par des méthodes numériques.
  • Être capable de mettre en oeuvre des algorithmes de base de calcul scientifique
  • Utiliser des logiciels de calcul formel et scientifique
  • Mettre en œuvre des techniques d’algorithmique et de programmation nécessaire à l’élaboration d’un calcul scientifique.

  • Être en capacité de savoir aborder un problème complexe.

Organisation pédagogique

le mode de fonctionnement de l'UE est présenté au début des enseignements

Contrôle des connaissances

1ère session : Contrôle continu - Coef. 1 (évaluations sur projets)

Pas de 2e session

Les épreuves terminales écrites pourront être remplacées en seconde session par un oral en cas d’effectif faible1ère session

Lectures recommandées

l'ensemble des références bibliographiques est communiqué au début des enseignements

Responsable de l'unité d'enseignement

Luc Mieussens

Enseignants

la composition de l'ensemble de l'équipe pédagogique est communiquée au début des enseignements