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| PHYS0090-1 | Complex fluids and non-Newtonian flows
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| Durée : | 30h Th, 30h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Vincent Terrapon |
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Langue(s) du cours :
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| Langue anglaise |
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Contenus du cours :
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| Ce cours est une introduction aux liquides complexes et aux écoulements non-Newtoniens.
De nombreux fluides dans les applications industrielles sont des mixture complexes. Ils démontrent souvent un comportement non-Newtoniens, c'est-à-dire que les contraintes subies par un élément macroscopique du fluide ne sont pas une fonction linéaire du taux de déformation. En particulier, leur viscosité peut dépendre du temps, ou des contraintes. Ces propriétés rhéologiques sont induites par les changements de la microstructure de ces fluides sous contraintes, et peuvent avoir un impacte profond sur les caractéristiques macroscopiques de l'écoulement.
L'objectif du cours est d'illustrer certains de ces effets, de démontrer la relation entre les changements de la microstructure et les propriétés macroscopiques de la rhéologie, et d'introduire certains modèles et outils d'analyse utilisés dans la pratique.
Le cours traite des thèmes suivants:
- Différents types de liquides complexes (suspensions, solutions, ...)
- Comportements macroscopiques (dépendence au temps, aux contraintes, ...)
- Tensions aditionnelles et leur relation au stresslet
- Evolution de la distribution des configuration au niveau microscopique et équation de Fokker-Planck
- Viscoélasticité linéaire (stockage et dissipation visqueuse de l'énergie élastique, module complexe)
- Fibres avec et sans mouvement Brownien
- Solutions de polymères diluées
- Solutions de polymères non-diluées (équation constitutive de Doi-Edwards)
Encore à confirmer. |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| A la fin du cours, les étudiants devraient être capables de:
- Connaître les différents types de liquides complexes
- Comprendre les comportements macroscopiques des écoulements non-Newtoniens
- Développer des équations constitutives à partir de modèles micro- ou mesoscopiques
- Appliquer la théorie de viscoélasticité linéaire pour caractériser le comportement de liquides complexes
- Utiliser des équations constitutives dans des simulations numériques d'écoulements non-Newtoniens
- Lire et comprendre de façon indépendente les articles de la litérature traitant du sujet
Encore à confirmer. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Connaissances de la méchanique des fluides (écoulements visqueux, analyse dimensionelle, ...), et de mathématiques (algèbre tensorielle, ...) |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| La théorie discutée en classe est illustrée à l'aide d'exercices réguliers et d'un petit projet.
Les exercices ont le but de consolider la matière vue en classe, et sont donc cotés.
A petit projet à la fin du cours donne la possibilité aux étudiants d'étendre leurs connaissances de la matière du cours. Le projet requiert l'analyse d'un ou plusieurs articles de la litérature sur un sujet qui n'est pas directement traité en classe. Les étudiants doivent analyser l'article(s) et en discuter dans un rapport écrit, et le présenter au reste de la classe durant une présentation orale.
Encore à confirmer. |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Le cours est donné en classe. Les exercices sont faits individuellement et indépendamment par les étudiants. |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Des notes de cours sont distribuées électroniquement.
Lectures et manuels de référence recommandés:
- "The Structure and Rheology of Complex Fluids", R.G. Larson
- "Dynamics of Polymeric Liquids", R.B. Bird, R.C. Armstrong & O. Hassager
- "Stochastic Processes in Polymeric Fluids", H.C. Oettinger
- "The Theory of Polymer Dynamics", M. Doi & S.F. Edwards
- "Non-Newtonian Flow and Applied Rheology", R.P. Chhabra & J.F. Richardson
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Modalités d'évaluation et critères :
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| La cote finale du cours est basée sur
- Exercices individuels: 30%
- Rapport écrit du projet: 40%
- Présentation orale du projet: 30%
Encore à confirmer. |
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Remarques organisationnelles :
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| Le cours est donné en anglais |
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Contacts :
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| Prof. V. E. Terrapon
Tél.: +32(0)4 366 9268
E-mail: vincent.terrapon@ulg.ac.be
http://www.mtfc.ulg.ac.be/ |
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