Convection thermique d'un liquide binaire confine dans un cylindre vertical

par Ehouarn Millouor

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gérard Labrosse.

Soutenue en 2001

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    La mise en mouvement de fluides induite par la presence de gradients thermiques est commune a de nombreux systemes naturels et industriels. L'analyse et la comprehension des multiples comportement convectifs de fluides purs chauffes par le bas est la source d'un nombre important d'etudes qui ont apporte beaucoup a la comprehension de ces systemes. Lorsque l'on considere un melange de plusieurs constituants, l'existence de couplages entre gradients thermiques et solutaux (l'effet soret) est une source supplementaire de comportements dynamiques complexes, notamment dans les cas de couplages competitifs. Les particularites induites par le fait de considerer un liquide binaire (melange solvant-solute non reactifs) ont mene a de multiples etudes sur les differents regimes convectifs (stationnaires et oscillants) qui apparaissent alors. Ces travaux sont tres majoritairement realises dans le cadre de systemes infinis ou de tres grande extension. Le present travail apporte une contribution sur l'etude des regimes accessibles a ces melanges, en s'interessant en particulier aux consequences induites par un fort confinement sur ceux-ci. Par le biais d'un code numerique pseudo-spectral, les equations regissant la convection thermique (axisymetrique) d'un liquide binaire confine dans un cylindre vertical sont resolues. Une analyse systematique des occurrences, coexistences et transitions entre ces etats pour des rapports d'aspects (rayon sur hauteur du cylindre) de 2, 1 et 1/2 et deux types de conditions aux limites illustre l'importante quantite et diversite des bifurcations qui ont alors lieu. Les resultats issus de la comparaison entre regimes convectifs de fluides purs et binaires soumis a un gradient thermique important, montrent par ailleurs que l'affirmation selon laquelle ces deux systemes se comportent alors de facon equivalente n'est pas toujours verifiee. Le mecanisme physique responsable d'une telle disparite est de plus identifie.

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Informations

  • Détails : 231 p.
  • Annexes : 92 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
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  • Cote : TFE MILLOUR E.
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