Convection thermosolutale avec effet soret en milieu confine

par ERIC DELOUCHE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de G. LABROSSE.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La convection thermosolutale presente un interet phenomenologique de par les processus de diffusion massique et thermique, ainsi que par le couplage induit par l'effet soret. Les applications, qu'elles soient geophysique ou liees a la croissance cristalline, sont multiples. Notre probleme repose sur la competition entre un gradient de temperature destabilisant (rayleigh benard) et un gradient de concentration stabilisant. Les parametres de ce probleme peuvent etre reduits au nombre de rayleigh et au parametre de separation, proportionnel a l'effet soret. Les caracteristiques du probleme thermosolutal (transitions, ondes) sont bien connues en milieu infini ou de grande extension. Notre etude apporte une contribution sur l'effet du confinement (2d), cylindrique ou cartesien, sur la convection thermosolutale. Grace a un code de calcul pseudo-spectral de collocation chebyshev, et a une methode specifique de projection-diffusion pour decoupler la vitesse et la pression, on resoud les equations de navier-stokes, equation de la chaleur et equation de la concentration en approximation de oberbeck-boussinesq. C'est ainsi que dans la cavite cylindrique de rapport d'aspect r/h=2, on etudie les differents regimes et leur transition. D'une part, le regime stationnaire qui est fort similaire a un etat de convection thermique ; d'autre part, l'ecoulement oscillatoire complexe issu d'une bifurcation de hopf. Une analyse des transitions permet de voir un changement de frequence a la mise en place de l'etat non-lineaire, ainsi qu'une transition oscillatoire-stationnaire convective abrupte. On analyse et on modelise les ondes progressives dominantes dans la cavite. On souligne aussi la presence d'une modulation basse frequence de faible amplitude. Enfin, une etude en geometrie cartesienne (avec une paroi simulant un axe de symetrie) donne des resultats conformes a ceux observes en geometrie cylindrique


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Informations

  • Détails : 136 P.
  • Annexes : 104 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013028
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