Caractérisation de l'instabilité du tourbillon torique par différentes méthodes optiques quantitatives

Characterisation of the instability the vortex ring by different quantitative optical methods

• Auteur / Autrice : Antoine Dazin
• Direction : Michel Stanislas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement -- Visualisation

Vélocimétrie laser Doppler

Instabilités hydrodynamiques

Tourbillons (mécanique des fluides)

Mots clés libres

Tourbillons annulaires

Vélocimétrie par image de particules

Tomoscopie laser

Résumé

Le but de ce travail est de caractériser expérimentalement l'instabilité de tourbillons toriques, en utilisant différentes méthodes optiques : la tomoscopie, la PIV 2D2C et 2D3C. Dans la phase linéaire, ces mesures ont mis en évidence le champ de contrainte responsable de l'instabilité. Elles ont confirmé la forme des perturbations eet ont permis de déterminer le mode dominant et la largeur de la bande de modes instables. Ces résultats sont en accord avec les théories non-visqueuses, contrairement au taux d'accroissement pour lequel l'influence de la viscosité paraît importante. Les premières non-linéarités apparaissent sous forme d'harmoniques du mode le plus instable qui plafonnent rapidement. Parallèlement, se développent des modes d'ordre faible et des tourbillons secondaires autour du noyau, entraînant le rejet de vorticité en aval du vortex et précédant la transition vers la turbulence. Une vitesse azimutale moyenne apparaît dans cette phase non-linéaire.