Etude du mecanisme de ralentissement de vitesse de chute de spheres en ecoulement oscillatoire

Mechanism of the decrease of the falling sphere speed in an oscillating flow

• Auteur / Autrice : Pierre François
• Direction : Olivier Scrivener
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Ce travail concerne l'etude du mouvement de spheres chutant librement dans un liquide soumis a des oscillations verticales. Une methode de reperage spatio-temporelle de particules grace au traitement d'image a ete mise au point. La vitesse instantanee de la sphere a ainsi pu etre mesuree en trois dimensions. Nous avons constate, d'une part, une diminution de la vitesse moyenne de chute des spheres par rapport a une chute en eau calme. Une formule empirique de celle-ci en fonction des parametres de l'ecoulement est proposee. D'autre part, nous avons mis en evidence l'existence de deplacements horizontaux periodiques importants de la sphere. Sa frequence depend a la fois de la frequence d'oscillation du fluide et des caracteristiques de la sphere. La formule de variation de la force hydrodynamique provoquant ce deplacement horizontal est identique a celle de la force a l'origine de la diminution de vitesse moyenne de chute. De plus, les evolutions dans le temps de ces deux forces sont identiques. Nous avons ainsi pu conclure que ces deux phenomenes sont indissociablement lies