Etude des régimes d'écoulements et de transferts thermiques dans les systèmes en rotation soumis à un flux force

par Pierre Maubert

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Patrick Bontoux.


  • Résumé

    Les ecoulements dans les cavites en rotation sont etudies par approche numerique. On considere des geometries simplifiees dans lesquelles se developpent des ecoulements axisymetriques, en regimes laminaire et transitionnel. Les equations de navier-stokes sont ecrites pour un fluide de boussinesq. Deux modeles numeriques sont utilises, une methode pseudo-spectrale de type collocation-chebyshev pour les cavites en rotation d'ensemble et une methode aux elements finis pour les cavites rotor-stator. Les solutions analytiques determinees a partir de l'ecoulement se developpant au voisinage d'un disque sont generalisees, pour des ecoulements laminaires, aux geometries etudiees. Pour une cavite en rotation d'ensemble, on decrit les trois types de regimes pour lesquels se developpent des structures de couches d'ekman. On montre que, suivant le rapport de forme et en fonction des taux de rotation et de flux force, des instabilites apparaissent dans l'ecoulement. Les differentes transitions resultantes sont analysees et confrontees avec des etudes theoriques et experimentales. Differentes configurations presentant des gradients thermiques parallele et perpendiculaire a l'axe de rotation sont egalement envisagees. Les resultats montrent le decouplage possible des effets dynamique et thermique. Nous effectuons alors une comparaison avec les solutions asymptotiques correspondantes. Dans le cas des cavites rotor-stator (isolee et avec veine externe), l'etude presente l'influence d'un flux force a vitesse de rotation fixee. Une analyse des regimes d'ecoulement et une approche du phenomene de reentree de l'ecoulement externe sont traitees. Une comparaison des resultats obtenus avec des lois experimentales est menee. Une geometrie plus complexe, prenant en compte un systeme de chicanes, est egalement envisagee


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Informations

  • Détails : 1 vol. (302 f).
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.: f. 295-302

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 24571
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