ECOULEMENT ENTRE DEUX DISQUES TRANSITION LAMINAIRE TURBULENT PDF Download
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Author: SAMIRA.. BAINA BAINA
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Languages : fr
Pages : 141
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Book Description
CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA STABILITE DE L'ECOULEMENT ENTRE DEUX DISQUES DONT L'UN AU MOINS EST EN ROTATION. L'INSTABILITE QUI APPARAIT DANS CETTE CONFIGURATION EST DU TYPE INFLEXIONNEL, ELLE EST DUE A L'EXISTENCE D'UN POINT D'INFLEXION DANS LE PROFIL DE VITESSE RADIALE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, IL S'AGIT D'ETUDIER L'ECOULEMENT DE BASE ET D'ETABLIR LES PROFILS DE VITESSE CORRESPONDANTS. ENSUITE UNE ETUDE EXPERIMENTALE A ETE ENTREPRISE GRACE A LA TECHNIQUE POLAROGRAPHIQUE QUI PERMET LA MESURE DU GRADIENT PARIETAL DE VITESSE. CETTE ETUDE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE TOURBILLONS DANS LA COUCHE LIMITE DU DISQUE TOURNANT, A PARTIR D'UN NOMBRE DE REYNOLDS RR DE L'ORDRE DE 10#5. LA COURBE DE STABILITE MARGINALE A ETE ETABLIE EXPERIMENTALEMENT, IL EN RESSORT QUE DES PERTURBATIONS, PROPRES OU EXTERIEURES A L'ECOULEMENT, S'AMPLIFIENT POUR DES BASSES FREQUENCES ET DONNENT NAISSANCE A DES INSTABILITES QUI CORRESPONDENT DANS LA LITTERATURE AUX TOURBILLONS DE STUART. L'ANALYSE DE LA COURBE DE STABILITE MARGINALE A CONDUIT A LA DETERMINATION D'UN NOMBRE DE REYNOLDS CRITIQUE DE L'ORDRE DE 0,7.10#5. DES VISUALISATIONS, PAR DEPOT ELECTROCHIMIQUE DE CUIVRE, ONT MIS EN EVIDENCE DES TOURBILLONS DONT LA TRACE SUR LE DISQUE TOURNANT SE PRESENTE SOUS FORME DE SPIRALES NON LOGARITHMIQUES POUR UN NOMBRE DE REYNOLDS DE L'ORDRE DE 2.10#5
Author: SAMIRA.. BAINA BAINA
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Languages : fr
Pages : 141
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Book Description
CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA STABILITE DE L'ECOULEMENT ENTRE DEUX DISQUES DONT L'UN AU MOINS EST EN ROTATION. L'INSTABILITE QUI APPARAIT DANS CETTE CONFIGURATION EST DU TYPE INFLEXIONNEL, ELLE EST DUE A L'EXISTENCE D'UN POINT D'INFLEXION DANS LE PROFIL DE VITESSE RADIALE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, IL S'AGIT D'ETUDIER L'ECOULEMENT DE BASE ET D'ETABLIR LES PROFILS DE VITESSE CORRESPONDANTS. ENSUITE UNE ETUDE EXPERIMENTALE A ETE ENTREPRISE GRACE A LA TECHNIQUE POLAROGRAPHIQUE QUI PERMET LA MESURE DU GRADIENT PARIETAL DE VITESSE. CETTE ETUDE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE TOURBILLONS DANS LA COUCHE LIMITE DU DISQUE TOURNANT, A PARTIR D'UN NOMBRE DE REYNOLDS RR DE L'ORDRE DE 10#5. LA COURBE DE STABILITE MARGINALE A ETE ETABLIE EXPERIMENTALEMENT, IL EN RESSORT QUE DES PERTURBATIONS, PROPRES OU EXTERIEURES A L'ECOULEMENT, S'AMPLIFIENT POUR DES BASSES FREQUENCES ET DONNENT NAISSANCE A DES INSTABILITES QUI CORRESPONDENT DANS LA LITTERATURE AUX TOURBILLONS DE STUART. L'ANALYSE DE LA COURBE DE STABILITE MARGINALE A CONDUIT A LA DETERMINATION D'UN NOMBRE DE REYNOLDS CRITIQUE DE L'ORDRE DE 0,7.10#5. DES VISUALISATIONS, PAR DEPOT ELECTROCHIMIQUE DE CUIVRE, ONT MIS EN EVIDENCE DES TOURBILLONS DONT LA TRACE SUR LE DISQUE TOURNANT SE PRESENTE SOUS FORME DE SPIRALES NON LOGARITHMIQUES POUR UN NOMBRE DE REYNOLDS DE L'ORDRE DE 2.10#5
Author: Anne Cros
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Languages : fr
Pages : 178
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Book Description
Cette étude expérimentale porte sur la caractérisation de différents processus de transition vers la turbulence d'un écoulement d'eau entre un disque fixe et un disque tournant à la vitesse W.Lorsque les deux disques sont suffisamment proches, l'écoulement de base est de type "Couette de torsion" : les couches limites sont jointes. Lorsque W est augmenté, l'écoulement se déstabilise et un réseau de spirales périodiques se développe. Pour des valeurs plus grandes de W, des défauts apparaissent dans le réseau. L'acquisition de diagrammes spatiotemporels sur un rayon permet 'analyser statistiquement le régime de turbulence de défauts qui se développe ; et un processus de type poissonien pour l'avènement des défauts est mis en évidence au seuil de ce régime. Pour des valeurs plus importantes de W, la distance séparant deux défauts diminue et des spirales turbulentes issent dans l'écoulement. Celles-ci génèrent un régime d'intermittence spatiotemporelle, analysé dans le cadre des transitions critiques. Bien que ces spirales disparaissent au-delà d'une certaine vitesse, des exposants critiques égaux à ceux obtenus dans d'autres expériences sont mesurés sur la partie croissante de la fraction turbulente. Pour de plus grandes valeurs de W, de nouvelles structures très localisées envahissent l'écoulement. Lorsque les deux disques sont suffisamment espacés, l'écoulement de base est de type Batchelor, c'est-à-dire à couches limites séparées. Dans cette configuration, deux réseaux de spirales interagissent non linéairement et l'écoulement devient de plus en plus désordonné quand W augmente. L'analyse des trajectoires dans l'espace des phases généré par des modes propres de la décomposition biorthogonale des signaux spatiotemporels permet de mettre en évidence une bifurcation par doublement de tore.
Author: Lionel Schouveiler
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Languages : fr
Pages : 157
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CE TRAVAIL EXPERIMENTAL EST CONSACRE A L'ETUDE DES INSTABILITES HYDRODYNAMIQUES ET DES PROCESSUS DE TRANSITION VERS LA TURBULENCE DES ECOULEMENTS VISQUEUX ENTRE DEUX DISQUES PARALLELES COAXIAUX DONT L'UN EST ENTRAINE EN ROTATION. NOUS AVONS ETABLI LE DIAGRAMME DE TRANSITION DE L'ECOULEMENT QUI PRESENTE, DANS L'ESPACE DES PARAMETRES DE CONTROLE (RAPPORT D'ASPECT, NOMBRE DE REYNOLDS), LES NOMBREUSES BIFURCATIONS ET INSTABILITES QUI SURVIENNENT DANS L'ECOULEMENT. CE DIAGRAMME REVELE QUE, SUIVANT LA VALEUR DU RAPPORT D'ASPECT, DIFFERENTES SEQUENCES DE BIFURCATIONS APPARAISSENT DURANT LA TRANSITION VERS LA TURBULENCE, LORSQUE L'ON AUGMENTE LE NOMBRE DE REYNOLDS. LES CARACTERISTIQUES DES BIFURCATIONS ET DES DIVERS REGIMES DE L'ECOULEMENT SONT PRESENTEES. POUR LES GRANDS RAPPORTS D'ASPECT, LA TRANSITION AFFECTE UN ECOULEMENT AVEC DEUX COUCHES LIMITES SEPAREES (UNE SUR CHAQUE DISQUE). DANS CE CAS, LES PREMIERES BIFURCATIONS SONT DUES A DES INSTABILITES DE LA COUCHE LIMITE DU DISQUE FIXE QUI CREENT DES STRUCTURES PERIODIQUES. UNE ETUDE DE STABILITE DE L'UNE DE CES STRUCTURES PROPAGATIVES EST PRESENTEE. ELLE PERMET DE METTRE EN EVIDENCE UNE INSTABILITE SECONDAIRE DE TYPE ECKHAUS. FINALEMENT, LA TRANSITION OBSERVEE POUR LES PLUS FAIBLES RAPPORT D'ASPECT EST QUALITATIVEMENT DECRITE. POUR CES SITUATIONS, L'ECOULEMENT DE BASE TEND VERS UN ECOULEMENT DE TYPE COUETTE DE TORSION ET NOUS RAPPORTONS L'OBSERVATION DE REGIMES DE TURBULENCE LOCALISEE (COEXISTENCE DE DOMAINES LAMINAIRES ET TURBULENTS).
Author: Olivier Marchand
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Languages : fr
Pages : 308
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ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT ENTRE UN DISQUE FIXE ET UN DISQUE EN ROTATION. LES EXPERIENCES SONT REALISEES EN REGIME LAMINAIRE ET TURBULENT PAR ANEMOMETRIE A FILM CHAUD ET VISUALISATIONS
Author: REMI.. JACQUES
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Languages : fr
Pages : 240
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CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR L'ETUDE NUMERIQUE DES ECOULEMENTS TRANSITIONNELS ET TURBULENTS DANS UNE CAVITE CONFINEE FORMEE DE DEUX DISQUES COAXIAUX DONT L'UN EST EN ROTATION UNIFORME AUTOUR DE SON AXE DE REVOLUTION (ROTOR), ET L'AUTRE STATIONNAIRE (STATOR). LES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT EFFECTUEES SOUS L'HYPOTHESE D'AXISYMETRIE DE L'ECOULEMENT INSTANTANE. ON UTILISE ALORS UN CODE DE CALCUL PARALLELISE INTEGRANT UNE DECOMPOSITION DE DOMAINE. PLUSIEURS CARACTERISTIQUES DES ECOULEMENTS ENTRE DEUX DISQUES TOURNANTS SONT REPRODUITES : EXISTENCE DE COUCHES LIMITES SUR LES DEUX DISQUES TOURNANTS, SEPAREES PAR UN REGION CENTRALE DE L'ECOULEMENT EN ROTATION MOYENNE UNIFORME, CARACTERE PLUS INSTABLE DE LA COUCHE LIMITE LIEE AU DISQUE FIXE. L'EXISTENCE D'UN REGIME D'ONDES INERTIELLES A EGALEMENT ETE MIS EN EVIDENCE DANS LE CUR DE LA CAVITE LORSQUE L'ECOULEMENT EST TURBULENT DANS LA COUCHE LIMITE LIEE AU DISQUE FIXE. L'ETUDE DES EQUATIONS DE TRANSPORT DES TENSIONS DE REYNOLDS MONTRE QUE LA ROTATION MODIFIE LES DISTRIBUTIONS SPATIALES DE CERTAINS TERMES INTERVENANT DANS LES BILANS ASSOCIES A CES EQUATIONS. ILS METTENT EGALEMENT EN EVIDENCE LES LIMITATIONS DE L'HYPOTHESE D'AXISYMETRIE QUI MODIFIE ALORS DES CARACTERISTIQUES INTRINSEQUES DE LA TURBULENCE. DES SIMULATIONS NUMERIQUES TRIDIMENSIONNELLES AVEC UN CODE DE CALCUL PARALLELISE SONT ALORS EFFECTUEES POUR LE REGIME D'ECOULEMENT LAMINAIRE INSTATIONNAIRE. CES PREMIERES SIMULATIONS ONT MONTRE QUE L'HYPOTHESE D'AXISYMETRIE STABILISAIT L'ECOULEMENT. ENFIN, LES RESULTATS DE SIMULATION NUMERIQUE SONT CONFRONTES A DES RESULTATS FOURNIS PAR UNE MODELISATION DE LA TURBULENCE DE TYPE K - ET DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LES DEUX METHODOLOGIES NUMERIQUES FOURNISSENT DES RESULTATS RELATIVEMENT PROCHES CONCERNANT LES DISTRIBUTIONS DE VITESSE MOYENNE.
Author: Santiago Nicolás López Carranza
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objectif de cette thèse est de fournir une analyse de la transition vers la turbulence d'un fluide rhéofluidifiant (fluide de Carreau) dans une conduite cylindrique. Pour cela, un code pseudo-spectral de type Petrov-Galerkin a été développé. Une analyse linéaire de stabilité de l'écoulement laminaire est effectuée, montrant que cet écoulement est linéairement stable. Ensuite, des perturbations sous la forme des rouleaux longitudinaux contra-rotatifs sont utilisées comme condition initiale. Les termes non linéaires d'inertie et visqueux créent un écoulement secondaire avec des points d'inflexion, linéairement instable vis-à-vis de perturbations 3D. Une analyse linéaire de stabilité de ce nouvel écoulement de base bidimensionnelle est réalisée. La forme des vecteurs propres critiques est analysé. Enfin, une analyse non linéaire de stabilité de rouleaux vis-à-vis des perturbations tridimensionnelles de faible amplitude est effectuée, obtenant un retard pour la transition vers la turbulence des fluides rhéofluidifiants par rapport au cas Newtonien et une tendance à l'asymétrie du profil de vitesse axiale.
Author: Bertrand Gazanion
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la prévision des oscillations de pression interne des moteurs à propergol solide. Il consiste à étudier la transition laminaire-turbulent de l'écoulement interne,modélisé par celui dans un conduit cylindrique à paroi débitante, et son lien avec l'instabilité naturelle de cet écoulement, le Vortex Shedding Pariétal (VSP). La démarche s'est organisée en trois temps. Des mesures antérieures sur un montage gaz froid, reproduisant l'écoulement modèle,sont analysées afin de mettre en évidence la transition laminaire-turbulent. Cette transition est ensuite imposée dans des simulations URANS afin de permettre l'étude de son influence sur les modes VSP. Enfin, une approche LES est mise en place pour simuler le développement de la transition dans les conditions de l'expérience ; dans ce but, une stratégie de perturbation spatiale de l'écoulement est utilisée. Cette étude met en avant quatre résultats principaux. La transition laminaire-turbulent découle de l'amplification spatiale des modes VSP. La simulation de ce processus met en évidence une forte influence de la perturbation numérique ajoutée à l'écoulement. D'autre part, les simulations URANS montrent que la transition réduit l'amplification des modes VSP et les oscillations de pression interne résultantes. Le rôle de la transition dans l'absence d'oscillations de pression lorsque le domaine a un grand rapport d'aspect, jusqu'alors supposé dans la littérature,est ainsi confirmé. Une particularité importante de cette transition est qu'elle dépend de la position radiale, l'écoulement étant turbulent près de la paroi débitante et laminaire au cœur.
Author: Joran Rolland
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Languages : fr
Pages : 228
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Book Description
La thèse propose une étude numérique et une modélisation de la transition vers la turbulence dans l'écoulement de Couette plan. On se concentre particulièrement sur le régime de bandes oblique laminaire turbulentes, au coeur de la transition. On suit deux types d'approches selon le type d'échelles considérées. D'une part on étudie le détail à petite échelle de l'écoulement. A l'aide de DNS, une instabilité de cisaillement créant de la vorticité transverse est mise en évidence, et la vitesse d'advection des perturbations est mesurée. La modélisation de l'écoulement turbulent et cette instabilité vient confirmer ces mécanismes et met en évidence la transition absolue/convective à l'entrée des bandes. une description du maintien de la turbulence en termes de cycle auto-entretenu est proposée. D'autre part, on étudie l'écoulement 'a l'échelle de la bande. Des outils statistiques permettent d'étudier les bandes en termes de formation de motif. L'effet du bruit intrinsèque issu de la turbulence est mis en évidence, en particulier dans les changements d'orientation. La modélisation du motif en termes d'équation de Landau-Langevin et d'équation de Fokker-Planck correspondante fait le parallèle avec les motifs bruités et les phénomènes critiques. Partant de ce modèle on peut comprendre les retournements en termes de temps de premier passage moyen. Finalement, on regarde deux autres types de problèmes en couplant les approches microscopiques et macroscopiques. L'étude des relaminarisations tant au seuil de disparition de la turbulence qu'au seuil d'apparition du motif permet de mettre en évidence les mécanismes de disparition de la turbulence. L'étude de spots turbulents propose un aperçu de leur zoologie et permet d'approcher les mécanismes petite échelle à plus grand nombre de Reynold
Author: Jean Evrard
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Languages : fr
Pages : 140
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Book Description
Une grande partie de cette étude est basée sur la mesure simultanée de la vitesse et de la pression dans une couche limite de plaque plane en transition naturelle. Une méthode de discrémination laminaire-turbulent combinée à une analyse conditionnelle a permis l'obtention des signatures types des bouffées de turbulence en termes de variation de la pression pariétale. Les différences entre signaux de pression mesures dans l'écoulement exterieur et sous la couche limite ont montré l'importance des perturbations aérodynamiques très localisées : sous la couche limite laminaire, le signal est quasiment identique au signal de pression exterieur avec deux différences cependant : un filtrage des hautes pressions et la présence des ondes d'instabilité. Sous la couche limite en transition, le phénomène d'intermittence perturbe complètement le signal de pression pariétale. Sous la couche limite turbulente, les deux signaux retrouvent une certaine similitude aux basses fréquences. La présence de plusieurs microphones a mis en évidence le pilotage de l'apparition des bouffées de turbulence par les fluctuations de pression d'origine acoustique présentes dans l'installation d'essai. Ce type d'analyse a été effectué en écoulement uniforme et en écoulement ralenti : le problème de la transition en écoulement accéléré qui ne concerne dans la pratique que les hydrodynamiciens a été abordé par le calcul et a donné quelques résultats qui ont été comparés à des valeurs expérimentales trouvées dans l'étude bibliographique.
Author: Ahmed Esmael
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La transition vers la turbulence pour un fluide rhéofluidifiant avec seuil en écoulement dans une conduite cylindrique est étudiée. Une analyse linéaire de stabilité est effectuée moyennant des approches modale et non modale. Les résultats numériques montrent que l'écoulement de Hagen-Poiseuille d'un fluide à seuil est linéairement stable. L'effet du comportement rhéologique du fluide sur les caractéristiques de la perturbation optimale est clairement mis en évidence. Pour de faibles valeurs du nombre d'Herschel-Bulkley (Hb “ 1), la perturbation optimale se présente pratiquement sous forme de rouleaux longitudinaux et l'amplification de l'énergie est assurée par le mécanisme lift-up. Par contre pour des valeurs suffisamment élevées de Hb, la perturbation optimale est axisymétrique et l'amplification de l'énergie est assurée par le mécanisme Orr. D'un point de vue expérimental, l'écoulement d'une solution de Carbopol à 0.2 % en masse dans une conduite cylindrique est étudié à partir de la mesure des profils des vitesse axiale et analyse statistique des fluctuations de celle-ci. Il a été constaté qu'en régimes laminaire et turbulent, les profils moyens (au sens temporel) sont axisymétriques et présentent une asymétrie croissante avec le nombre de Reynolds lors de la transition. Une description tridimensionnelle de cette asymétrie a été obtenue à partir des profils de vitesse axiale mesurés à différentes positions angulaires. Les résultats obtenus suggèrent l'existence d'une structure cohérente robuste constituée de deux rouleaux longitudinaux contra-rotatifs de longueur comparable à celle du dispositif expérimental. L'analyse statistique des fluctuations de la vitesse axiale fait apparaître deux phases lors de la transition vers la turbulence. Dans la première phase, le système passe du régime laminaire à un état non linéaire asymétrique où les spectres de puissance sont très similaires à ceux observés dans le cas d'une turbulence bidimensionnelle. La deuxième phase correspond au passage de cet état asymétrique à un régime turbulent avec apparition de spots classiques de la turbulence hydrodynamique.
