Écoulement irrotationnel

L’écoulement irrotationnel fait référence au mouvement des particules de fluide qui ne tournent pas le long du chemin d’écoulement, caractérisé par un champ de vitesse sans courbure et sans vorticité.

Un écoulement uniforme avec une seule composante non nulle de la vitesse, une constante u = U, est un exemple d’écoulement irrotationnel car il n’a pas de gradients de vitesse.

Lorsqu’un objet solide est introduit dans un écoulement uniforme, l’écoulement reste irrotationnel, sauf près des limites. Près de sa surface, la vitesse augmente brusquement à partir de zéro, créant des pentes abruptes et des contraintes de cisaillement importantes.

Dans le cas d’un écoulement véritablement inviscide, l’écoulement glisserait au-delà de la limite, préservant ainsi le mouvement irrotationnel. Cependant, dans les fluides réels, la viscosité forme une couche limite près des surfaces fixes, produisant des effets de rotation et provoquant parfois une séparation en aval.

Dans l’écoulement du tuyau, la région d’entrée présente initialement un noyau irrotationnel avec un écoulement uniforme, mais à mesure qu’une couche limite se forme le long de la paroi du tuyau et s’épaissit, elle se transforme en une région pleinement développée dominée par des forces visqueuses.

En supposant que l'écoulement est irrotationnel, incompressible, stable et inviscide, l'équation de Bernoulli peut être appliquée dans le champ d'écoulement.