title: Équation de bilan de la quantité de mouvement
text: # Équation de bilan de la quantité de mouvement
  
  En mécanique des fluides, l'équation de bilan de la quantité de mouvement découle du principe fondamental de la dynamique appliqué à un fluide. Avec l'équation de conservation de la masse et l'équation de la chaleur elle fait partie des équations de Navier-Stokes.
  
  ## Formulation générale
  
  De façon générale, le bilan de la quantité de mouvement s'exprime sous la forme :
  
  ${\frac {\partial \left(\rho {\vec {v}}\right)}{\partial t}}+{\vec {\nabla }}\cdot \left(\rho {\vec {v}}\otimes {\vec {v}}\right)=-{\vec {\nabla }}p+{\vec {\nabla }}\cdot {\overline {\overline {\tau }}}+\rho {\vec {f}}$
  
  Dans ces équations :
  
  * $t$ représente le temps (unité SI : s) ;
  * $\rho$ désigne la masse volumique du fluide (unité SI : kg $m^{−3})$ ;
  * ${\vec {v}}=(v_{1},v_{2},v_{3})$ désigne la vitesse eulérienne d'une particule fluide (unité SI : m $s^{−1})$ ;
  * $p$ désigne la pression (unité SI : Pa) ;
  * ${\overline {\overline {\tau }}}=\left(\tau _{i,j}\right)_{i,j}$ est le tenseur des contraintes visqueuses (unité SI : Pa) ;
  * ${\vec {f}}$ désigne la résultante des forces massiques s'exerçant dans le fluide (unité SI : m $s^{−2})$ ;
  
  L'opérateur $\otimes$ désigne le produit dyadique
  
      ${\vec {u}}\otimes {\vec {v}}={\vec {u}}\times {\vec {v}}^{\mathrm {T} }$
  
  avec $\times$ le produit matriciel classique.
  
  Suivant le problème que l'on aura à traiter, des modèles simplifiés peuvent être envisagés.
  
  ## Cas particuliers
  
  ### Fluide parfait (équation d'Euler)
  
  Dans le cas d'un fluide parfait (c'est-à-dire en considérant que les effets de viscosité sont négligeables), l'équation d'Euler est retrouvée.
  
  ### Fluide réel incompressible newtonien
  
  Dans ce cas la loi de comportement s'écrit : $\tau _{ij}=2\mu D_{ij}$ où $\mu$ est la viscosité dynamique et $D_{ij}={\frac {1}{2}}(v_{i,j}+v_{j,i})$ est le tenseur des vitesses de déformation. De plus la masse volumique $\rho$ est considérée comme constante.
  
  La conservation de la quantité de mouvement s'écrit alors :
  
      ${\frac {\partial {\vec {v}}}{\partial t}}+{\vec {\nabla }}\cdot \left({\vec {v}}\otimes {\vec {v}}\right)=-{\frac {1}{\rho }}{\vec {\nabla }}p+\nu {\vec {\nabla }}^{2}v+{\vec {f}}$
  
  où $\nu ={\frac {\mu }{\rho }}$ est la viscosité cinématique.
  
  Cette équation peut s'exprimer sous la forme vectorielle :
  
      ${\frac {\partial {\vec {v}}}{\partial t}}+{\vec {\nabla }}\left({\frac {v^{2}}{2}}\right)+{\vec {\text{rot}}}{\vec {v}}\wedge {\vec {v}}={\vec {f}}-{\frac {1}{\rho }}{\vec {\nabla }}p-\nu {\vec {\text{rot}}}({\vec {\text{rot}}}{\vec {v}})$
  