Etude experimentale des instabilites de l'ecoulement entre deux disques

par GEORGES GAUTHIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marc Rabaud.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce travail de these presente l'etude experimentale de l'ecoulement entre deux disques paralleles enfermes par un cylindre par visualisation a l'aide de particules anisotropes. Dans cette these on peut distinguer trois parties principales. Dans une premiere partie, le mouvement de particules anisotropes en suspension dans un ecoulement tridimensionnel (3d) et son lien avec le tenseur des gradients de vitesse est presentee. Les resultats analytiques et numeriques de cette etude ont permis de simuler des visualisations a partir de champs de vitesse numeriques et de les comparer aux resultats experimentaux pour deux ecoulements classiques tri-dimensionnel : l'ecoulement de taylor-couette et l'ecoulement entre deux disques tournants paralleles et coaxiaux. Dans une deuxieme partie, la structure de l'ecoulement entre disques en configuration rotor/stator est presentee. Au dessus d'une vitesse critique du rotor apparaissent des ondes circulaires propagatives. J'ai montre que ces ondes de la destabilisation de la couche limite du stator et que l'epaisseur de cette derniere evolue avec la vitesse angulaire mais aussi avec le rayon. J'ai ensuite etudie l'influence sur l'ecoulement, d'une modulation d'amplitude et de frequence controlee de la vitesse de rotation du disque, modulation qui m'a permis de caracteriser l'instabilite : la bifurcation est super-critique, la frequence la plus instable est de l'ordre a 4 fois la frequence de rotation du disque tournant et enfin la longueur caracteristique de l'ecoulement est l'epaisseur locale de la couche limite du stator. En outre, j'ai mis en evidence la nature convective de cette instabilite. Enfin dans une derniere partie, j'ai recense les differents motifs d'instabilite observes dans le regime de contra-rotation des disques.


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Informations

  • Détails : 141 P.
  • Annexes : 91 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : TH2014-014000
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