Analyse de l’évolution des échelles de turbulence en fonction de la nature accélérée ou décélérée de l’écoulement : application au transport sédimentaire

par Mohammad Movahedan

Thèse de doctorat en Mécanique des milieux fluides

Sous la direction de Michel Belorgey.

Soutenue en 2007

à Caen .


  • Résumé

    Cette thèse apporte une contribution à la compréhension des processus physiques associés au transport sédimentaire pour un écoulement à surface libre au-dessus d’un fond non plan. Portant notre attention aux travaux récents dirigés par le Professeur Michel BÉLORGEY et pour mieux comprendre l’influence de l’écoulement non uniforme (accéléré ou décéléré) sur la nature de la turbulence et de ses échelles, nous avons privilégié une analyse du champ des vitesses et du champ turbulent dans le cas d’un fond présentant la forme d’une dune. L’étude du champ de vitesse par VDL montre les effets significatifs de champ accéléré et décéléré sur les caractéristiques de la couche limite d’un écoulement graduellement varié. Cette étude montre aussi que les hypothèses de Taylor ne sont pas applicables pour un champ accéléré ou décéléré. Pour accéder aux échelles de turbulence dans les conditions complexes, nous avons utilisé la PIV. Pour un écoulement graduellement varié la décroissance de l’échelle spatiale suivant la direction de l’écoulement est constatée dans le champ accéléré. Dans la partie décélérée le développement d’une nouvelle couche limite provoque la croissance significative de l’échelle spatiale et temporelle. Pour un écoulement combiné de houle et courant, l’analyse montre une évolution de l’échelle spatiale suivant la phase de la houle. De plus le champ accéléré de l’écoulement engendre l’étirement de l’échelle spatiale.

  • Titre traduit

    Analysis of the evolution of the turbulence scales in accelerated or decelerated flow : application to sediment transport


  • Résumé

    This thesis provides a contribution to the comprehension of the physical processes associated to the sediment transport in the case of a free surface flow above a non-plane bed. We paid our attention to the recent works directed by Professor Michel BÉLORGEY and for better understanding the physical processes associated with the influence of the non-uniform flow, (accelerated or decelerated) on the nature of turbulence and its scales, we privileged an analysis of the velocity field and turbulent field in the case of a bed form presenting the shape of a dune. The study of the velocity field by LDV technique shows the significant effects of acceleration and deceleration on the characteristics of the boundary layer of a gradually varied flow. This study also shows that the assumptions of Taylor are not applicable for an accelerated or decelerated field. To accede to the turbulence scales we used the technique of PIV. For a gradually varied flow the decrease of spatial scale according to the direction of the flow is noted in the accelerated field. In the decelerated part the development of a new boundary layer causes the significant growth of the spatial and temporal scale. In the case of the combined wave and current, the analysis shows an evolution of the scale of turbulence according to the phase of the wave. Moreover the accelerated field of the flow generates the stretching of the spatial scale.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIV-134 f.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 125-131

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