MESURE LAGRANGIENNE EN TURBULENCE PDF Download
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Author: NICOLAS.. MORDANT
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 204
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Book Description
LE BUT DE CETTE THESE EST L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TURBULENCE DU POINT DE VUE LAGRANGIEN. ON CHERCHE DONC A SUIVRE UNE PARTICULE DE FLUIDE PENDANT UN TEMPS SUPERIEUR AU TEMPS CARACTERISTIQUE DES GRANDES ECHELLES. POUR CE FAIRE, NOUS AVONS MIS AU POINT UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE MESURE DE VITESSE LAGRANGIENNE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT A HAUT NOMBRE DE REYNOLDS. LE PRINCIPE CHOISI EST BASE SUR L'UTILISATION DE L'EFFET DOPPLER D'UNE ONDE ULTRASONORE MONOCHROMATIQUE DIFFUSEE PAR UNE PETITE PARTICULE SOLIDE. LE SIGNAL DIFFUSE EST RECU PAR UN RESEAU DE RECEPTEURS ET MIS EN FORME PAR UNE ELECTRONIQUE RAPIDE ET ULTRA FAIBLE BRUIT CONCUE SPECIALEMENT AU COURS DE CE TRAVAIL. POUR EXTRAIRE LA MODULATION DE FREQUENCE DUE A LA VITESSE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN ALGORITHME D'ESTIMATION SPECTRALE BASE SUR UNE METHODE DE MAXIMUM DE VRAISEMBLANCE APPROCHE COUPLE A UN FILTRE DE KALMAN. NOUS AVONS AINSI ACCES A LA VITESSE LAGRANGIENNE SUR DES ECHELLES TEMPORELLES ENGLOBANT LE REGIME INERTIEL ET LES GRANDES ECHELLES DE L'ECOULEMENT. LE CHAMP DE VITESSE EST GAUSSIEN A DECORRELATION TEMPORELLE EXPONENTIELLE. ON OBTIENT AINSI UN SPECTRE TEMPOREL A DECROISSANCE CONFORME A LA PREDICTION DE LA THEORIE DE KOLMOGOROV 41. LE REGIME INERTIEL LAGRANGIEN SE PROLONGE JUSQU'A DES ECHELLES TEMPORELLES INFERIEURES AU TEMPS DE KOLMOGOROV. ON OBSERVE UNE INTERMITTENCE LAGRANGIENNE PLUS INTENSE (EN TERMES DE COURBURE DES EXPOSANTS DE STRUCTURE) QUE POUR LE CHAMP EULERIEN ET DONT L'INTENSITE NE PEUT ETRE REPRODUITE PAR LE MODELE USUEL BASE SUR LA DISSIPATION. CETTE INTERMITTENCE EST LIEE A L'EXISTENCE DE CORRELATIONS TEMPORELLES TRES LONGUES DE LA VALEUR ABSOLUE DES INCREMENTS TEMPORELS DE VITESSE.
Author: NICOLAS.. MORDANT
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Category :
Languages : fr
Pages : 204
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LE BUT DE CETTE THESE EST L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TURBULENCE DU POINT DE VUE LAGRANGIEN. ON CHERCHE DONC A SUIVRE UNE PARTICULE DE FLUIDE PENDANT UN TEMPS SUPERIEUR AU TEMPS CARACTERISTIQUE DES GRANDES ECHELLES. POUR CE FAIRE, NOUS AVONS MIS AU POINT UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE MESURE DE VITESSE LAGRANGIENNE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT A HAUT NOMBRE DE REYNOLDS. LE PRINCIPE CHOISI EST BASE SUR L'UTILISATION DE L'EFFET DOPPLER D'UNE ONDE ULTRASONORE MONOCHROMATIQUE DIFFUSEE PAR UNE PETITE PARTICULE SOLIDE. LE SIGNAL DIFFUSE EST RECU PAR UN RESEAU DE RECEPTEURS ET MIS EN FORME PAR UNE ELECTRONIQUE RAPIDE ET ULTRA FAIBLE BRUIT CONCUE SPECIALEMENT AU COURS DE CE TRAVAIL. POUR EXTRAIRE LA MODULATION DE FREQUENCE DUE A LA VITESSE, NOUS AVONS DEVELOPPE UN ALGORITHME D'ESTIMATION SPECTRALE BASE SUR UNE METHODE DE MAXIMUM DE VRAISEMBLANCE APPROCHE COUPLE A UN FILTRE DE KALMAN. NOUS AVONS AINSI ACCES A LA VITESSE LAGRANGIENNE SUR DES ECHELLES TEMPORELLES ENGLOBANT LE REGIME INERTIEL ET LES GRANDES ECHELLES DE L'ECOULEMENT. LE CHAMP DE VITESSE EST GAUSSIEN A DECORRELATION TEMPORELLE EXPONENTIELLE. ON OBTIENT AINSI UN SPECTRE TEMPOREL A DECROISSANCE CONFORME A LA PREDICTION DE LA THEORIE DE KOLMOGOROV 41. LE REGIME INERTIEL LAGRANGIEN SE PROLONGE JUSQU'A DES ECHELLES TEMPORELLES INFERIEURES AU TEMPS DE KOLMOGOROV. ON OBSERVE UNE INTERMITTENCE LAGRANGIENNE PLUS INTENSE (EN TERMES DE COURBURE DES EXPOSANTS DE STRUCTURE) QUE POUR LE CHAMP EULERIEN ET DONT L'INTENSITE NE PEUT ETRE REPRODUITE PAR LE MODELE USUEL BASE SUR LA DISSIPATION. CETTE INTERMITTENCE EST LIEE A L'EXISTENCE DE CORRELATIONS TEMPORELLES TRES LONGUES DE LA VALEUR ABSOLUE DES INCREMENTS TEMPORELS DE VITESSE.
Author: Yoann Gasteuil
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 195
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Le but de ce travail de thèse est l'étude expérimentale de la turbulence du point de vu lagrangien. Pour ce faire, nous avons développé une nouvelle technique de mesure. Nous avons mis au point des sondes instrumentés, enfermées dans coquilles sphériques de 1.5-2 cm de diamètre. Elles comprennent une pile, un circuit électronique, des capteurs et une liaison radiofréquence pour la récupération de données. L'ensemble est de la même densité que le fluide environnant (eau). Le premier instrument mesure la température et a été utilisé dans la convection de Rayleigh-Bénard. Nous avons obtenu une vision inédite du rôle des panaches thermiques dans le transport de chaleur. Afin d'étudier les forces imposées sur un objet advecté par un fluide turbulent, nous avons développé un second instrument, mesurant l'accélération tridimensionnelle subie par la sonde. Des mesures ont été effectuées dans des écoulements de von Kármán ainsi que dans un écoulement de Couette sphérique de grande taille à l'université du Maryland. Ces études soulèvent la question de la dynamique à six degrés de liberté - rotation et translation - d'une sphère advectée dans un écoulement turbulent. Ces propriétés ont été étudiées par un suivi optique de position et d'orientation. La dynamique de translation est étonnamment proche de celle d'un traceur lagrangien et la dynamique angulaire présente une intermittence très importante.
Author: Nickolas Stelzenmuller
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 0
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Inhomogeneous turbulence is experimentally investigated in a Lagrangian framework. Measurements of tracer and non-tracer particles in a turbulent channel were made, and were used to extract Lagrangian statistics conditioned on their initial distance to the channel wall. Highly resolved in time and space, these measurements provide the three components of position, velocity, and acceleration along a particle trajectory from very close to the channel wall (approx 10) to the channel center. Lagrangian time correlations allow the direct measurement of velocity and acceleration timescales in each direction, and characterize the inhomogeneity and anisotropy of the turbulent channel from the Lagrangian perspective. Small scale-anisotropy, characterized by the skewness and the correlation of the components of the acceleration, was found to be significant throughout the channel. Significant scale separation between the magnitude and components of acceleration was found across the channel, even in the near-wall region. Two classes of non-tracer particle trajectories were also measured, allowing direct comparison of tracer and non-tracer statistics from the highly-sheared anisotropic zone near the channel wall to the more homogeneous outer layer. Non-tracer acceleration statistics in the turbulent channel were found to be significantly different from similar results in homogeneous, isotropic turbulence. These statistics are necessary components of advanced Lagrangian stochastic models to predict dispersion and mixing in inhomogeneous turbulence.
Author: Thomas von Larcher
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118855930
Category : Science
Languages : en
Pages : 383
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Modeling Atmospheric and Oceanic Flows: Insights from Laboratory Experiments and Numerical Simulations provides a broad overview of recent progress in using laboratory experiments and numerical simulations to model atmospheric and oceanic fluid motions. This volume not only surveys novel research topics in laboratory experimentation, but also highlights recent developments in the corresponding computational simulations. As computing power grows exponentially and better numerical codes are developed, the interplay between numerical simulations and laboratory experiments is gaining paramount importance within the scientific community. The lessons learnt from the laboratory–model comparisons in this volume will act as a source of inspiration for the next generation of experiments and simulations. Volume highlights include: Topics pertaining to atmospheric science, climate physics, physical oceanography, marine geology and geophysics Overview of the most advanced experimental and computational research in geophysics Recent developments in numerical simulations of atmospheric and oceanic fluid motion Unique comparative analysis of the experimental and numerical approaches to modeling fluid flow Modeling Atmospheric and Oceanic Flows will be a valuable resource for graduate students, researchers, and professionals in the fields of geophysics, atmospheric sciences, oceanography, climate science, hydrology, and experimental geosciences.
Author: Philippe Gervais
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 176
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Le but de cette thèse est l'étude expérimentale de la turbulence dans un jet d'air du point de vue lagrangien. Le repérage des particules fluides a été fait à l'aide de bulles de savon de diamètre millimétrique, gonflées à l'hélium pour que leur densité soit celle de l'air. Un système de mesure original, basé sur l'effet Doppler acoustique, a permis de mesurer simultanément les trois composantes du vecteur vitesse des bulles. La dynamique temporelle et spatiale utile donne accès à l'essentiel de la gamme inertielle. Les composantes de vitesse ont des densités de probabilité gaussiennes, et sont statistiquement indépendantes entre elles. Les autocorrélations ont des formes très proches d'une exponentielle. Les deux composantes transverses sont indiscernables, mais diffèrent de la composante longitudinale. L'utilisation d'un écoulement avec une vitesse moyenne a autorisé la mesure simultanée de vitesses eulériennes. Les densités de probabilité des vitesses lagrangienne et eulérienne ont été trouvées très proches. Le temps intégral est plus faible dans le cas eulérien, à position dans le jet donnée. L'intermittence, mesurée par le facteur d'aplatissement des incréments de vitesse, est plus prononcée dans le cas lagrangien, avec un domaine inertiel plus restreint. D'autre part, une intercorrélation significative existe entre les composantes longitudinales de vitesse lagrangienne et eulérienne, mais pas entre composantes transverse et longitudinale. Ceci suggère que le mécanisme sous-jacent a une origine non purement scalaire.
Author: J. M. L. M. Palma
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540726047
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 825
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This volume comprises the communications presented at the ETC 11, the EUROMECH European Turbulence conference held in 2007 in Porto. The scientific committee has chosen the contributions out of the following topics: Acoustics of turbulent flows; Atmospheric turbulence; Control of turbulent flows; Geophysical and astrophysical turbulence; Instability and transition; Intermittency and scaling; Large eddy simulation and related techniques; MHD turbulence; Reacting and compressible turbulence; Transport and mixing; Turbulence in multiphase and non-Newtonian flows; Vortex dynamics and structure formation; Wall bounded flows.
Author: Jaime Klapp
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3319001167
Category : Science
Languages : en
Pages : 471
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Book Description
This book collects invited lectures and selected contributions presented at the Enzo Levi and XVIII Annual Meeting of the Fluid Dynamic Division of the Mexican Physical Society in 2012. It is intended for fourth-year undergraduate and graduate students, and for scientists in the fields of physics, engineering and chemistry with an interest in Fluid Dynamics from experimental, theoretical and computational points of view. The invited lectures are introductory in nature and avoid the use of complicated mathematics. The other selected contributions are also suitable for fourth-year undergraduate and graduate students. The Fluid Dynamics applications include oceanography, multiphase flows, convection, diffusion, heat transfer, rheology, granular materials, viscous flows, porous media flows and astrophysics. The material presented in the book includes recent advances in experimental and computational fluid dynamics and is well-suited to both teaching and research.
Author: Mikhael Gorokhovski
Publisher: Springer
ISBN: 3030125475
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 294
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Book Description
Gathering contributions by the most prominent researchers in a highly specialised field, this proceedings volume clarifies selected aspects of the physics of turbulent cascades and their statistical universalities under complex stationary and non-homogeneous conditions. Here, these conditions are induced by the presence of a gas/liquid interface, inertial particles, strong shear, rotation, MHD and stratification. By proposing different ways to model turbulence effects under these complex conditions, the book will be of considerable interest not only to academic researchers, but also to specialists and junior researchers in the domain of propulsion and power, as well as those whose work involves various applications related to atmospheric, oceanic and planetary physics.
Author: Michel Prud'homme
Publisher: Presses inter Polytechnique
ISBN: 9782553014079
Category : Science
Languages : fr
Pages : 260
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Book Description
L'étude de la turbulence constitue sans aucun doute la branche la plus complexe de la mécanique des fluides. L'ouvrage Eléments de turbulence propose un exposé complet du sujet tout en étant concis. Il vise à combler une lacune en présentant dans un texte unifié un ensemble de concepts et d'équations que l'on trouve épars dans des traités ou des articles de périodique souvent inaccessibles pour les non-spécialistes. Le livre s'adresse en premier lieu aux étudiants des cycles supérieurs qui abordent cette discipline après avoir suivi un premier cours de mécanique des fluides. Les ingénieurs praticiens désirant parfaire leurs connaissances y trouveront également une source de renseignements très utile. Dans les deux premiers chapitres, l'auteur se penche sur la transition vers la turbulence, les échelles, l'approche statistique et les hypothèses de fermeture courantes. Les chapitres suivants traitent des solutions de similitude classiques des équations de transport en conduite et en écoulement libre, du raccordement des profils entre les régions de la paroi et du défaut de vitesse, de la turbulence homogène, de l'approche spectrale et des méthodes expérimentales. Outre la présentation théorique, l'ouvrage comporte de nombreux graphiques et illustrations, douze exercices et soixante-quatorze problèmes. [Source : 4e de couv.]
Author: NAJET.. ZOUARI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
UN CHAMP DE TURBULENCE BIDIMENSIONNELLE EST CARACTERISE PAR TROIS ELEMENTS DE BASE: LES STRUCTURES COHERENTES OU LA ROTATION DOMINE, UN PREMARECAGE TURBULENT A LA PERIPHERIE DES TOURBILLONS QUI EST DOMINE PAR LES DEFORMATIONS ET, ENFIN, UN MARECAGE CONSTITUE PAR LE MILIEU RESIDUEL ENTRE LES TOURBILLONS OU LA ROTATION EQUILIBRE LA DEFORMATION. DANS LE CADRE DE CETTE TOPOGRAPHIE NOUS ETUDIONS LES COMPORTEMENTS STATISTIQUES DE LA DISPERSION LAGRANGIENNE AUX DIFFERENTES ECHELLES D'ESPACE ET DE TEMPS EN CONSIDERANT DEUX POINTS ESSENTIELS: I) LES LIMITES DE TOLERANCE DES APPROCHES PUREMENT EULERIENNES; II) LES OUVERTURES FAVORISEES PAR LES ANALYSES LAGRANGIENNES. NOUS PROPOSONS UNE MODELISATION QUI PERMET DE CARTOGRAPHIER LA VALEUR ASYMPTOTIQUE A GRANDE ECHELLE DU COEFFICIENT DE DISPERSION ABSOLUE DANS LE CAS NON HOMOGENE ET QUI COMPLETE CELLE DEJA EXISTANTE DANS LE CAS HOMOGENE 2-D. LA DISPERSION RELATIVE DANS LES CASCADES D'ENSTROPHIE ET D'ENERGIE EST ENSUITE ETUDIEE ANALYTIQUEMENT ET A L'AIDE DES EXPERIENCES NUMERIQUES. NOUS NOUS INTERESSONS EN PARTICULIER A SES COMPORTEMENTS STATISTIQUES DANS LE DOMAINE INERTIEL DE LA CASCADE D'ENERGIE ET ANALYSONS LES CONDITIONS D'OBSERVATIONS DE LA LOI AUTO-SIMILAIRE DE RICHARDSON. NOUS MONTRONS QU'IL EXISTE DES ZONES PRIVILEGIEES D'AFFLUENCE PARTICULAIRE AU SEIN DESQUELLES LES PREDICTIONS AUTO-SIMILAIRES SONT MIEUX VERIFIEES ET QUI SONT DES SIEGES DE MECANISME DE CASCADE INVERSE. NOUS PROPOSONS, ENFIN, UNE NOUVELLE FORMULATION DE LA LOI DE RICHARDSON DANS LA CASCADE D'ENERGIE D'UNE TURBULENCE BIDIMENSIONNELLE
