Modèles multi-bulles pour la cavitation : Équation d'évolution pour la pression

par Mahamadou Adama Maiga

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Daniel Buisine.

Soutenue le 17-11-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse porte sur la modélisation de la cavitation, phénomène par lequel se forment des bulles quasi vide dans un liquide en dépression. L'étude de la cavitation a donné lieu dans la littérature à plusieurs modèles. La quasi totalité de ces modèles font abstraction des interactions entre les bulles et de l'augmentation de la pression qui en résulte dans certaines phases d'évolution de la cavitation, comme l'ont observé expérimentalement Franc et al. (1995) et de Ohl (2002). Dans notre travail nous proposons un nouveau modèle d'évolution de la taille des bulles, dans lequel deux bulles non identiques sont localisées dans un volume en expansion contrôlée. La présence de deux bulles introduit une instabilité dans laquelle l'échange de vide apparaît comme un degré de liberté supplémentaire. Notre modèle inclut la possibilité pour de nombreuses petites bulles de disparaître ou non selon que leur rayon est inférieur ou pas au rayon critique. Selon ce modèle il peut y avoir de nombreux collapses de petites bulles dès l'apparition de la cavitation, ce qui est conforme à l'observation expérimentale d'un bruit dans la zone d'apparition de la cavitation Buogo et al. (2002). Le modèle révèle la pression comme une inconnue du problème pour laquelle nous avons pu mettre en évidence une équation d'évolution indépendante de celle de la masse volumique. La comparaison de la taille des bulles et de la pression en fonction du temps obtenue avec le modèle est en bon accord avec les mesures effectuées en 2002 par Ohl.

  • Titre traduit

    Model multi bubbles for cavitation : Evolution equation for pressure


  • Résumé

    This thesis work concems the modelling of cavitation, a phenomenon by which almost empty bubbles are formed in a liquid in depression. The study of cavitation gave several models in literature almost all of these models disregard the interactions between the bubbles and the rise of pressure which results in certain phases of the evolution of the cavitation, as observed in experiments by Franc et al. (1995) and Ohl (2002). ln our work, we propose a new evolution model in the size of the bubbles, in which two non-identical bubbles are localized in a controlled expansion volume. The presence of two bubbles introduces an instability in which the exchange of void seems to be an additional degree of autonomy. Our model includes the possibility for many small bubbles to disappear or not depending on whether there is lower or not than the critical radius. According to the model, there can be many collapses of small bubbles as soon as the phenomenon of cavitation appears which is in accordance with the experimental observation of a noise in the appearance zone of Buogo et al (2002). The model reveals the pressure as an unknown factor of the problem for which we have highlighted an independent evolution equation of that density. The comparison of the size of the bubbles and the pressure depending on the time obtained with the model is in accordance with the measurements carried out in 2002.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (103 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 89-99. 125 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2008-237
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