19.9
Considérons un écoulement stable et incompressible à travers un tube cylindrique droit de rayon constant R, connu sous le nom d’écoulement de Hagen-Poiseuille.
La géométrie cylindrique permet d’utiliser les coordonnées r, θ et z pour les mesures radiales, angulaires et axiales.
Le fluide s'écoulant parallèlement à l'axe du tube a une composante de vitesse purement axiale et ne varie qu'avec la distance radiale.
Ces conditions simplifient les équations de Navier-Stokes, révélant un profil de vitesse parabolique montrant que la vitesse est la plus élevée au centre et diminue vers les parois, atteignant zéro à la frontière.
Cela démontre l’écoulement laminaire, où les particules de fluide se déplacent en douceur en couches organisées.
L'intégration de ce profil sur la section transversale du tube donne la loi de Poiseuille, qui exprime le débit Q comme dépendant de la quatrième puissance du rayon du tube, de la viscosité du fluide et du gradient de pression.
La vitesse moyenne V, calculée à partir de Q, est la moitié de la vitesse maximale observée au centre du tube.
Cette distribution de vitesse confirme que l’écoulement est le plus élevé au centre et diminue paraboliquement jusqu’à zéro au niveau de la paroi.
L'écoulement de Hagen-Poiseuille décrit l'écoulement stable et incompressible d'un fluide visqueux à travers un tube cylindrique de rayon constant R.…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Tous droits réservés.