Étude numérique des actions hydrodynamiques sur une sphère en translation et rotation dans un écoulement cisaille

par Mongi Ben Salem

Thèse de doctorat en Mécanique - Énergétique

Sous la direction de Benoît Oesterlé.

Soutenue en 1996

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Dans le but d'apporter une contribution aux connaissances existantes sur les actions hydrodynamiques exercées sur une particule sphérique en translation et rotation dans un écoulement cisaillé, on propose, en régime stationnaire, une étude numérique de l'influence de l'effet combiné de la rotation de la sphère et du gradient de vitesse sur la portance, la trainée et le couple. Les équations de Navier-Stokes sont résolues par une technique de type volumes finis basée sur une procédure de correction de pression. Le code de calcul est validé par des tests effectués d'une part à petits nombres de Reynolds, en comparant avec les résultats théoriques de Saffman (1965) et de McLaughlin (1991) pour le cas d'un écoulement cisaillé, et d'autre part à des nombres de Reynolds plus élevés en comparant avec les résultats numériques ou expérimentaux existant dans la littérature pour le cas d'un écoulement uniforme. L’étude est limitée aux nombres de Reynolds Rep inferieurs à 20. Les résultats obtenus apportent des informations originales, en particulier sur le couple, qui n'a jamais été étudié dans la gamme des nombres de Reynolds dépassant l'unité. Une loi décrivant la variation du coefficient de couple en fonction des paramètres Rep,ω+ (vitesse de rotation adimensionnelle) et X+ (gradient de vitesse adimensionnel) est finalement proposée.

  • Titre traduit

    Numerical study of the hydrodynamic forces exerted on a spinning sphere that translates in a shear flow


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Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 60 références

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation - BU Sciences et Techniques.
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