Dynamique non-lineaire de la surface libre d'un liquide magnetique dans une cellule de hele-shaw

par IVARS DRIKIS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Claude Bacri.

Soutenue en 1999

à Paris 7 .

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  • Résumé

    La formation de differentes structures dues a la competition entre les forces dipolaires repulsive a longue portee et les forces attractives a courte portee (van der waals) est observee pour de nombreux systemes. Ici, les proprietes dynamiques de la surface libre d'un fluide magnetique, en cellule de hele-shaw et sous l'action d'un champ magnetique perpendiculaire a la cellule ont ete etudiees par simulations numeriques, en utilisant la technique des equation integrales de frontieres. Nous avons montre qu'en presence de forces dipolaires magnetostatiques, la surface est destabilisee et evolue vers une configuration multi-connectee, qui presente lors de sa formation des stades de distorsion harmonique, d'elongation, de division de vertex, une phase en arbre de steiner et enfin une lente relaxation vers une configuration plus simple. Partant de gouttes de ferrofluide separees, on observe une morphologie de type labyrinthe ; lors de cette evolution le facteur de structure calcule par transformee de fourier tend vers la valeur determinee par la proprietes d'equilibre de la phase en bandes. D'autre part, lors de simulations numeriques de mousses magnetiques, nous avons observe une instabilite d'ondulation conforme aux predictions theoriques. Nous avons egalement aborde le probleme de la digitation visqueuse d'un ferrofluide soumis a un ecoulement. Les simulations numeriques reproduisent raisonnablement les caracteristiques geometriques des differentes destabilisations de l'interface induite par le champ magnetique. D'autre part, nous avons montre que la presence de forces dipolaires stabilise des domaines de ferrofluides dans differentes situations : inhibition de l'instabilite peristaltique par formulation de vertex de coordinance 4, et stabilisation d'un motif en forme d'haltere.


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Informations

  • Détails : 176 p.
  • Annexes : 132 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1999
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