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Etude expérimentale de suspensions de particules anisotropes en écoulement élongationnel
| Auteur / Autrice : | Anne Mongruel |
| Direction : | Michel Cloitre |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Mécanique.Spécialité mécanique des fluides |
| Date : | Soutenance en 1994 |
| Etablissement(s) : | Marne-la-vallée, ENPC |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce travail comporte deux parties indépendantes: la première concerne les suspensions de particules anisotropes en écoulement élongationnel, la seconde porte sur l'étude en lois d'échelle des couches limites en convection thermosolutale. L'écoulement de suspensions de particules anisotropes présente en déformation élongationnelle des propriétés spécifiques liées a la géométrie des particules. Après la mise en œuvre d'une cellule d'écoulement a orifice réalisant une sollicitation élongationnelle bien définie, des suspensions de fibres non-browniennes sont étudiées dans deux régimes de concentration. En régime dilue, les résultats expérimentaux concernant la dynamique d'orientation d'une fibre sont bien décrits par les équations d'orientations du vecteur directeur obtenues analytiquement. En régime semi-dilue, l'écoulement présente une structuration remarquable, qui est étudiée en fonction de la fraction volumique et du rapport de forme des particules. Un modèle d'écoulement obtenu en minimisant l'énergie dissipée permet d'interpréter les résultats expérimentaux en termes de viscosité élongationnelle, et en relation avec les propriétés de la suspension à l'échelle des particules. Les écoulements de couche limite au voisinage d'une paroi verticale dans un milieu fluide soumis à des gradients de température et de concentration horizontaux présentent une grande variété de situations suivant la valeur des paramètres adimensionnels du problème. Une analyse combinant raisonnements en loi d'échelle et méthode intégrale permet de prédire complètement les différents régimes d'écoulement et les variations des couches limites. Les résultats sont corrobores par des solutions de similitude obtenues numériquement.