Dynamics of thin viscous layers

par Nicolás Rojas

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Médéric Argentina.

  • Titre traduit

    Dynamique de couches minces de fluides


  • Résumé

    L’objectif principal de cette thèse est d’étudier les différents problèmes en mécanique des fluides et de l’élasticité impliquant une mince et visqueuse couche de fluides. L’ensemble minimal d’équations contenant les effets d’inertie dans un régime fortement directement dissipatives ont été trouvés, appelée la théorie de lubrification d’inertie (ILT). Nous étudions les structures observées dans le voisinage de l’instabilité de Faraday, dans la limite d’une couche très fine de fluide visqueux. Notre modèle tient compte quantitativement le seuil d’instabilité. La simulation directe de notre système permet de prédire les tendances observées dans les expériences. Le problème du ressaut hydraulique à symétrie axiale est également étudié en utilisant la théorie de la lubrification d’inertie. Des solutions asymptotiques sont trouvées et des paramètres libres sont déterminés. Les solutions de la surface libre ont été obtenues pour une large gamme de débits en bon accord avec les expériences. Différentes lois d’échelle ont été obtenues dans une certaine limite. Enfin, nous avons utilisé une approche viscoélastique pour comprendre le mouvement des sporanges lorsque les spores sont éjectées de la fougère dans l’atmosphère dans un mécanisme de reproduction.


  • Résumé

    The main objective of this thesis is to study different problems in fluid mechanics and elasticity involving thin and viscous fluid layers. The minimal set equations containing inertial effect in a strongly dissipative regime has been derived, called the inertial lubrification theory (ILT). We study the patterns observed in the vicinity of the Faraday instability, in the limit of a very thin layer ova viscous fluid. Our model captures quantitatively the threshold of instability. The direct simulation of our system permits to predict the patterns observed in experiments. The hydraulic jump problem with axial symmetry is also studied using the inertial lubrification theory. Known asymptotical solutions are found and free parameters are determined. Solutions of the free surface were obtained for a wide range of flows in good agreement with experiments. Also different scaling laws were obtained in a particular limit. Finally, we have used a viscoelastic approach to understand the movement of the sporangia when spores are ejected from the fern to the atmosphere as a reproduction mechanism.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (iv-128 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [113]-118. Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université Côte d’Azur. Service commun de la documentation. Bibliothèque Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 11NICE4074
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