Contribution à l’étude du brassage électromagnétique

par Christian Stomp

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Pierre Brancher.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le brassage électromagnétique traite de l'écoulement d'un fluide conducteur engendré par une densité volumique d'efforts électromagnétiques (forces de Lorentz). L'interaction d'un champ magnétique et d'un courant électrique sera moteur d'un écoulement si le rotationnel des forces de volume est non nul. En général, l'étude de ces phénomènes se fait en dissociant les cas d'excitations alternatives et continues. Un champ magnétique alternatif pénétrera d'autant moins dans un domaine conducteur, que sa fréquence est grande. Les courants induits, ainsi que les forces de Lorentz, restent confinés dans une couche limite magnétique. On pourra calculer l'écoulement à l'intérieur du domaine en tenant compte de son moteur dans la peau magnétique, par le biais d'une condition aux frontières fictive (en vitesse ou en cisaillement). Une densité de courant électrique continue peut aussi bien interagir avec son champ propre pour mettre le fluide en mouvement. Ce phénomène est essentiellement tridimensionnel. Nous développons l'étude de l'écoulement d'un métal liquide, dans ces conditions, dans un dièdre d'angle variable, pour les faibles nombres de Reynolds, en stationnaire. Nous proposons une étude locale, en recherchant les solutions auto similaires, ainsi qu'une solution analytique exacte, en faisant une hypothèse supplémentaire sur la distribution des forces de Lorentz. On montre notamment, que proche de l'arête du dièdre, les forces de volume ont pour effet de réduire considérablement les plages d'angles pour lesquelles on a une séquence interne de tourbillons. Dans le calcul des solutions autosimilaires nous sommes confrontés a des problèmes d'éclatement des solutions pour trois valeurs d'ouverture du dièdre. Ces difficultés sont contournées en adaptant certaines constantes indéterminées, de manière a créer une singularité égale et opposée à celle qui est a l'origine de l'explosion des solutions. Le cas des grands nombres de Reynolds est aborde, mais non résolu. Nous avons notamment des problèmes de conditions aux limites

  • Titre traduit

    Electromagnetic stirring


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Informations

  • Détails : 1 vol. (100 p.)
  • Annexes : 22 ref.

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