Etude theorique et experimentale de l'instabilite centrifuge de taylor-dean

par Innocent Mutabazi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de José Eduardo Wesfreid.

Soutenue en 1990

à Paris 7 .


  • Résumé

    L'instabilite centrifuge de taylor-dean apparait dans l'ecoulement d'un fluide newtonien entre deux cylindres coaxiaux en rotation et en position horizontale avec un gradient longitudinal de pression. Le systeme de taylor-dean est caracterise par un espace a deux parametres de controle: le nombre de taylor et le taux de rotation des cylindres. L'application du critere de stabilite de rayleigh montre que l'espace annulaire entre les deux cylindres peut contenir deux zones instables dans lesquelles les instabilites de taylor-couette et de dean peuvent se developper. La theorie de stabilite lineaire donne des courbes de stabilite marginale dont la topologie depend du taux de rotation des cylindres. Au seuil de l'instabilite, les etats peuvent apparaitre sous forme de modes stationnaires ou oscillants selon la valeur du taux de rotation. Le calcul de l'equation d'amplitude pour les modes stationnaires montre qu'il existe un point tricritique au voisinage duquel la constante de landau change de signe. L'etude experimentale a abouti a un diagramme d'etats comportant 5 branches distinctes: 3 branches des rouleaux stationnaires axisymetriques et deux branches de rouleaux propagatifs inclines. Les rouleaux propagatifs inclines se destabilisent par une modulation spatio-temporelle de courte longueur d'onde et de frequence tres inferieure a la fondamentale. Les rouleaux axisymetriques stationnaires deviennent oscillants et donnent lieu a des rouleaux propagatifs inclines ou a des etats mixtes. La transition vers le chaos s'effectue par la generation de defauts spatio-temporels et la reduction de la taille des domaines non chaotiques dans le diagramme spatio-temporel


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  • Annexes : 102 REF

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Institut d'Alembert-Bibliotheque de Mecanique..
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  • Cote : MUTA211
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