Etude expérimentale et modélisation du sillage d'une sphère à bas nombre de Reynolds

Etude expérimentale et modélisation du sillage d'une sphère à bas nombre de Reynolds PDF Author: Delphine (19..-..... Ormières
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Languages : fr
Pages : 434

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CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DU SILLAGE D'UNE SPHERE DANS LA GAMME DE NOMBRE DE REYNOLDS 100, 400 AFIN D'ANALYSER EN DETAIL LES DIFFERENTES SEQUENCES DU PASSAGE D'UN ECOULEMENT STATIONNAIRE AXISYMETRIQUE AU REGIME OSCILLANT PLEINEMENT TRIDIMENSIONNEL. LE REGIME PERIODIQUE A ETE COMPLETEMENT CARACTERISE PAR LES MESURES DE FREQUENCE, D'AMPLITUDE, DE PHASE ET DE LONGUEUR D'ONDE DES FLUCTUATIONS DE VITESSE. CES RESULTATS ONT ETE COMPARES AU MODELE D'OSCILLATEUR NON-LINEAIRE DE LANDAU, APRES AVOIR ETABLI L'EVOLUTION SPATIALE DU MODE GLOBAL AU VOISINAGE DU SEUIL D'OSCILLATION. L'ENERGIE DU MAXIMUM DES FLUCTUATIONS DE VITESSE VARIE LINEAIREMENT AVEC LE NOMBRE DE REYNOLDS. LES REGIMES FORCES ONT MIS EN EVIDENCE : REGIMES TRANSITOIRES DONNANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE, RESONANCE SOUS-CRITIQUE, SYNCHRONISATION SUPERCRITIQUE ET TRAINAGE EN FREQUENCE.

Etude expérimentale et modélisation du sillage d'une sphère à bas nombre de Reynolds

Etude expérimentale et modélisation du sillage d'une sphère à bas nombre de Reynolds PDF Author: Delphine (19..-..... Ormières
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Pages : 434

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CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DU SILLAGE D'UNE SPHERE DANS LA GAMME DE NOMBRE DE REYNOLDS 100, 400 AFIN D'ANALYSER EN DETAIL LES DIFFERENTES SEQUENCES DU PASSAGE D'UN ECOULEMENT STATIONNAIRE AXISYMETRIQUE AU REGIME OSCILLANT PLEINEMENT TRIDIMENSIONNEL. LE REGIME PERIODIQUE A ETE COMPLETEMENT CARACTERISE PAR LES MESURES DE FREQUENCE, D'AMPLITUDE, DE PHASE ET DE LONGUEUR D'ONDE DES FLUCTUATIONS DE VITESSE. CES RESULTATS ONT ETE COMPARES AU MODELE D'OSCILLATEUR NON-LINEAIRE DE LANDAU, APRES AVOIR ETABLI L'EVOLUTION SPATIALE DU MODE GLOBAL AU VOISINAGE DU SEUIL D'OSCILLATION. L'ENERGIE DU MAXIMUM DES FLUCTUATIONS DE VITESSE VARIE LINEAIREMENT AVEC LE NOMBRE DE REYNOLDS. LES REGIMES FORCES ONT MIS EN EVIDENCE : REGIMES TRANSITOIRES DONNANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE, RESONANCE SOUS-CRITIQUE, SYNCHRONISATION SUPERCRITIQUE ET TRAINAGE EN FREQUENCE.

EXPERIMENTAL STUDY AND MODELLING OF THE WAKE OF A RING AT LOW REYNOLDS NUMBERS

EXPERIMENTAL STUDY AND MODELLING OF THE WAKE OF A RING AT LOW REYNOLDS NUMBERS PDF Author: Thomas Leweke
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Languages : en
Pages : 346

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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES ALLEES DE VORTEX DANS LE SILLAGE D'OBSTACLES TORIQUES DE GRANDS RAPPORTS D'ASPECT POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS ENTRE 45 ET 400. L'INTERET DE LA GEOMETRIE DU TORE RESIDE DANS L'ABSENCE D'EFFETS DE BORD, QUI PEUVENT FORTEMENT INFLUENCER LE SILLAGE DERRIERE LES OBSTACLES CYLINDRIQUES. DANS LE REGIME PERIODIQUE DU SILLAGE, L'ETUDE EXPERIMENTALE EN SOUFFLERIE MONTRE L'EXISTENCE DE MODES DISCRETS DE L'ALLEE DE VORTEX SOUS FORME D'ANNEAUX OU D'HELICES DE VORTICITE. LES MESURES DE PHASE, D'AMPLITUDE ET DE FREQUENCE DES FLUCTUATIONS DE VITESSE, QUI CARACTERISENT CES MODES, SONT COMPAREES AUX PREVISIONS DU MODELE DYNAMIQUE DE GINZBURG-LANDAU, QUI A AINSI PU ETRE VALIDE DANS UN GRAND INTERVALLE DU NOMBRE DE REYNOLDS. CE MODELE PERMET ENSUITE D'IDENTIFIER DE FACON QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DEUX INSTABILITES SECONDAIRES DE L'ALLEE DE VORTEX: 1) L'INSTABILITE D'ECKHAUS DES MODES EN HELICES POUR DES FAIBLES NOMBRES DE REYNOLDS QUI A ETE OBSERVEE DE FACON PRECISE POUR LA PREMIERE FOIS DANS CETTE ETUDE; 2) L'INSTABILITE DE BENJAMIN-FEIR POUR TOUS LES MODES PERIODIQUES AUX GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS, PRECEDANT LA TRANSITION A LA TURBULENCE CLASSIQUE DANS LE PROCHE SILLAGE. L'ETUDE EXPERIMENTALE SUR LES TORES ET LE MODELE DE GINZBURG-LANDAU DONNENT UN GRAND NOMBRE DE NOUVEAUX RENSEIGNEMENTS SUR LES SILLAGES EN GENERAL, CONCERNANT LEUR DYNAMIQUE ET LEUR TRIDIMENSIONNALITE A FAIBLE NOMBRE DE REYNOLDS ET LEUR TRANSITION VERS LA TURBULENCE

Archives of Mechanics

Archives of Mechanics PDF Author:
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Category : Mechanics, Applied
Languages : en
Pages : 570

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ETUDE NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT AUTOUR D'UNE SPHERE AUX GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS EN REGIMES STATIONNAIRE ET INSTATIONNAIRE

ETUDE NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT AUTOUR D'UNE SPHERE AUX GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS EN REGIMES STATIONNAIRE ET INSTATIONNAIRE PDF Author: Farida Benabbas
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Languages : fr
Pages : 148

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RESOLUTION DES EQUATIONS DE NAVIER STOKES AU MOYEN DE LA METHODE HERMITIENNE COMPACTE. L'EQUATION DE TRANSPORT DU TOURBILLON EST DISCRETISEE SELON LE SCHEMA IMPLICITE AUX DIRECTIONS ALTERNEES. ETUDE DE L'EVOLUTION DE LA LONGUEUR DU TOURBILLON, DE L'ANGLE DE SEPARATION ET DU COEFFICIENT D'ENTRAINEMENT. CALCUL DES CHAMPS DES VITESSES AINSI QUE DE LA PRESSION ET DE LA CORTICITE PARIETALE

Simulation de sillages par méthode de projection spectrale multidomaine et technique de pénalisation

Simulation de sillages par méthode de projection spectrale multidomaine et technique de pénalisation PDF Author: Laurent Cousin
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Languages : fr
Pages : 91

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Notre objectif est le calcul d’écoulements de type sillage en fluide stratifié thermiquement. La résolution en espace s’effectue par schéma multi domaine Tchebychev-Tchebychev-Fourier. Nous utilisons une décomposition (splitting) du schéma, avec une étape de transport traitée selon un schéma stable (Runge-Kutta d’ordre 4), une étape de diffusion et une étape de projection pour la pression. Nous avons développé une méthode de projection multi-domaine ne faisant pas appel à des conditions aux limites sur les bords extérieurs. La température est traitée selon un schéma transport-diffusion semblable. Ce schéma permet d’effectuer sans difficultés supplémentaires des calcul pour un fluide à fort nombre de Prandtl (donc fort nombre de Péclet à haut Reynolds). L’obstacle est modélisé par une méthode de pénalisation améliorée, permettant notamment la prise en compte de sa position avec une précision supérieure à celle du maillage. Des tests sur des écoulements 2D communs permettent de valider la méthode. Nous étudions le sillage d’une sphère à un nombre de Reynolds de 300 dans 3 cas de stratification stablement (avec un cas de stratification inactive). Une étude bibliographique fait un point des connaissances actuelles sur des cas semblables. Les calculs, sur calculateur parallèle vectoriel, sont poursuivis sur des horizons de temps relativement importants depuis le temps adimensionné 120 jusqu’à 330. Les résultats (évolutions en temps, fréquences caractéristiques, ainsi que des structures 2D et 3D) sont présentés. On observe notamment la perte de symétrie de l’écoulement dans le cas de faible stratification, au bout d’un temps important.

Étude expérimentale des actions hydrodynamiques sur une sphère en translation et rotation dans une gamme de nombres de Reynolds intermédiaires

Étude expérimentale des actions hydrodynamiques sur une sphère en translation et rotation dans une gamme de nombres de Reynolds intermédiaires PDF Author: Tri Bui Dinh
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On étudie expérimentalement, par une méthode de trajectographie stroboscopique, les actions exercées par un fluide visqueux incompressible sur une sphère en mouvement de translation et rotation simultanées. Le domaine exploré est celui des nombres de Reynolds compris approximativement entre 10 et 100, qui sont ceux que l'on rencontre fréquemment dans le calcul de trajectoires de particules solides en suspension dans un fluide. Les résultats, qui portent essentiellement sur le coefficient de portance, sont tout à fait originaux et contribuent aux connaissances existantes en les complétant par un apport dans une gamme de nombres de Reynolds jusqu'a présent inexplorée. Une corrélation empirique pour le coefficient de portance est finalement proposée

Fluid-particle interactions

Fluid-particle interactions PDF Author: Martín Obligado
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Languages : fr
Pages : 0

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Cette thèse est organisée en deux parties. Après une brève introduction théorique (chapitre 1) et une discussion présentant la soufflerie du LEGI et des techniques expérimentales utilisées (chapitre 2), une première partie étudie les effets individuels des particules dans les écoulements tantôt laminaires et turbulents. Dans une seconde partie je me suis intéressé aux effets collectifs d'une population dense d'inclusions en interaction avec un champ turbulent.Dans le chapitre 3, nous montrons que l'équilibre d'un disque pendulaire faisant face à un écoulement présentant une vitesse moyenne présente un comportement bi-stable et hystérétique. Nous donnons une interprétation simple de ce comportement en termes d'une description par deux puits de potentiel, nécessitant uniquement de connaître la dépendance angulaire du coefficient de trainée normale d'une plaque statique inclinée. Nous étudions l'influence de la turbulence sur l'équilibre du pendule en général et sur la bi-stabilité observée en particulier.La dynamique des objets tractés dans un environnement fluide est d'intérêt pour de nombreuses situations pratiques. Les chapitres 4,5 et 6 concernent l'étude expérimentale de l'équilibre et de la stabilité de la trajectoire d'une sphère tractée à vitesse constante. Dans le chapitre 4, nous avons vu que le sillage d'une sphère peut produire un mouvement hélicoïdal d'une sphère remorqué par un fil. Nous avons constaté qu'il existe un nombre de Reynolds (défini avec le diamètre de la particule et la vitesse moyenne de l'écoulement) particulier pour activer cette motion instable. Une trajectoire en trois dimensions est reconstruite avec un dispositif expérimental extrêmement simple, utilisé pour la caractérisation de la forme de la trajectoire des particules. Dans le chapitre 5, nous étudions expérimentalement l'équilibre et la stabilité de la trajectoire d'une sphère remorqué à une vitesse constante dans la avec un rapport longueur - diamètre sans précédent. En ce chapitre, nous étudions les instabilités développées dans le fil pour un écoulement laminaire. Diffèrent types d'instabilités ont été trouvés dans cette expérience. Dans le chapitre 6, le même système est étudié, mais l'écoulement environnant est turbulent. Nous nous concentrons sur la comparaison entre la dynamique turbulente de la sphère tractée et d'une sphère librement advectèe. Nos résultats sont en accord avec un scénario de filtrage résultant du temps de réponse visqueuse d'une particule d'inertie dont la dynamique est couplée au fluide environnant par la force de traînée. Une caractéristique frappante des écoulements turbulents chargés de particules inertielles est la concentration préférentielle qui conduit à de très fortes hétérogénéités du champ de concentration en particules à différentes échelles. Les diagrammes de Voronoi ont été utilisés pour caractériser quantifier ce phénomène.En ce qui concerne les effets collectifs, trois écoulements différents ont été étudiés : bulles d'air (particules moins denses que le fluide, avec une taille de l'ordre de l ́échelle de Kolmogorov) dans un canal a eau (chapitre 7), des particules solides légèrement plus denses que le fluide et diamètre supérieur à l ́échelle de Kolmogorov dans une écoulement de von Kármán (chapitre 8) et gouttelettes d'eau dans la soufflerie (chapitre 9) ; de particules beaucoup plus denses que le fluide et diamètre inférieur à l'échelle de Kolmogorov. Enfin, nous proposons une nouvelle méthode de reconstruction des champs de concentration des particules dans les expériences par analogie avec le fonctionnement des caméras linéaire, et en exploitant l'hypothèse de Taylor dans la soufflerie. Cette nouvelle approche nous permet de reconstruire des champs de particules de plusieurs mètres de long. Ces champs permettent d'analyser la formation des superclusters. Nous montrons en effet que les clusters tendent eux-mêmes à s'organiser en superclusters (amas d'amas).

Etude expérimentale du sillage proche laminaire d'une sphère AMoo

Etude expérimentale du sillage proche laminaire d'une sphère AMoo PDF Author: Dohou Olohounchola Martin Makou
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Languages : fr
Pages : 156

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Contribution à l'étude théorique et expérimentale de l'écoulement de révolution autour d'une sphère en rotation dans un fluide limité, pour de petits nombres de Reynolds

Contribution à l'étude théorique et expérimentale de l'écoulement de révolution autour d'une sphère en rotation dans un fluide limité, pour de petits nombres de Reynolds PDF Author: Bernard Sautereau
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Languages : fr
Pages : 154

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Contribution à l'étude théorique et expérimentale de l'écoulement autour d'une sphère qui se déplace dans l'axe d'un cylindre, à faible nombre de reynolds ou en régime irrotationnel

Contribution à l'étude théorique et expérimentale de l'écoulement autour d'une sphère qui se déplace dans l'axe d'un cylindre, à faible nombre de reynolds ou en régime irrotationnel PDF Author: Madeleine Coutanceau
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Languages : fr
Pages : 542

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