Contribution à l'étude des forces exercées par un liquide sur une bulle de gaz : portance, masse ajoutée et interactions hydrodynamiques

par Ahmed Naciri

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Michel Lance.

Soutenue en 1992

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    La modélisation des écoulements diphasiques à bulles se heurte à un certain nombre de difficultés liées essentiellement à la méconnaissance des mécanismes physiques à l'échelle de la bulle, en particulier la force exercée par un liquide en mouvement non uniforme sur la bulle et les effets d'interaction hydrodynamique entre bulles. De ce fait, nous nous sommes intéressés dans ce travail à trois mécanismes de base : -La quantification de la force de portance, soit expérimentalement dans le cas d'une bulle placée dans un écoulement en rotation ; ceci nous a permis d'évaluer le coefficient de portance et de montrer que sa valeur est comprise entre celle obtenue pour un fluide parfait et celle déduite des simulations numériques pour une sphère solide ; soit théoriquement pour un corps axisymétrique place dans un écoulement faiblement cisaillé de fluide parfait ou on a montre l'égalité entre le coefficient de portance et celui de masse ajoutée. -La détermination expérimentale de la quantité de fluide déplacé par une bulle isolée et la comparaison de ce phénomène à celui de masse ajoutée. II s'est avéré dans cette étude que lorsque l'interface de la bulle demeure approximativement sphérique on a l'égalité entre ces deux quantités. -L'évaluation de la force mutuelle d'interaction entre deux bulles de même diamètre montant dans un liquide au repos. Les résultats sont comparés à la théorie de fluide parfait où on montre que celle-ci décrit correctement l'interaction lorsque la répartition du champ de pression constitue l'effet dominant. Ceci tombe en défaut lorsque les effets du sillage sont ressentis par l'une des deux bulles. L'utilisation du résultat concernant la force de portance dans un code de calcul développé au Laboratoire montre que la démarche suivie dans le cadre de ce travail peut aider à l'amélioration des lois de fermeture utilisées dans les modélisations des écoulements a bulles.


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Informations

  • Détails : 1 vol. ([4]-94 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 68 références

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T1574
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
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