Influence d'un champ de pression fluctuant sur la croissance et le collapse des cavites

par Jean-Yves Billard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de DANIEL H. FROMAN.

Soutenue en 1991

à Paris 6 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La cavitation apparait au sein d'un ecoulement lorsque qu'une micro-bulle ou germe de cavitation est soumis a une pression localement inferieure a un seuil appele pression critique d'apparition de la cavitation. Cette valeur est generalement calculee en ne prenant pas en compte les termes dynamiques de l'equation de comportement. On s'apercoit, en integrant numeriquement cette equation que l'apparition de la cavitation peut avoir lieu a des pressions superieures a la pression critique si la loi de pression a laquelle se trouve soumis le germe est constituee d'une valeur moyenne et d'une perturbation dont le temps caracteristique est du meme ordre que celui des oscillations non lineaires du genre soumis a la seule pression moyenne. Dans une telle description la valeur moyenne est a rattacher au champ de pression moyen, determine par la geometrie de l'ecoulement alors que la perturbation peut etre liee soit a la turbulence de l'ecoulement soit a l'existence d'une onde acoustique soit encore a toute perturbation pouvant affecter le milieu. Le travail presente ici comprend une phase numerique, mettant en evidence les lacunes du critere statique lorsqu'il s'agit de decrire un phenomene ou la loi de pression ne peut pas etre assimilee a une variation quasi-statique, et une phase experimentale permettant d'exhiber un cas d'interaction entre les fluctuations de pression dans le milieu et l'apparition de la cavitation. La phase numerique a consiste a integrer l'equation de rayleigh-plesset pour des lois de pression resultant de la superposition d'un saut brutal de pression et d'une fluctuation harmonique. On met ainsi en evidence, en fonction de l'amplitude et de la periode de la fluctuation, l'existence de phenomenes n'ayant pas encore ete etudies de facon exhaustive, le collapse et la croissance asymptotique prematures. On note egalement l'importance des phenomenes thermiques qui viennent introduire un retard a l'apparition de la cavitation. La phase experimentale a consiste a etudier l'apparition de la cavitation au col d'un venturi suivant que l'ecoulement etait perturbe ou non par la presence d'un disque, place perpendiculairement a l'ecoulement, trois diametres en amont de la contraction. On retrouve sur cette installation le retard a l'apparition de la cavitation, attendu a l'issue de l'etude numerique, introduit par les phenomenes thermiques lorsque l'on se place dans une situation ou les caracteristiques de la perturbation de pression sont telles que l'on doivent prendre en compte une evolution dynamique des bulles de cavitation


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  • Annexes : 46 REF

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1991
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