Instabilites hydrodynamiques des jets en systemes liquide-fluide : analyse numerique

par Mama Chacha

Thèse de doctorat en Mécanique. Énergétique

Sous la direction de Lounès Tadrist.

Soutenue en 1995

à Aix-Marseille 1 .

mots clés

• Jets
• Mécanique des fluides
• Instabilités hydrodynamiques
• Modèles mathématiques
• Tourbillons (mécanique des fluides)
• Équations aux différences

Résumé

Le memoire de these presente une investigation des mecanismes physiques qui regissent l'ecoulement d'un jet de liquide axisymetrique dans une phase continue non miscible. Apres avoir defini les limites des travaux existants, le comportement spatio-temporel de ces systemes est etudie au moyen d'une simulation numerique directe. Le systeme physique jet-phase continue est confine dans une enceinte coaxiale rigide. Le modele mathematique traite des jets infinis et des jets semi-infinis. Ce modele prend en compte l'ensemble des parametres physiques du systeme. L'approche numerique adoptee permet une grande precision et facilite le traitement de la surface du jet. Le code de calcul permet de suivre l'evolution du systeme et de connaitre la position exacte de l'interface depuis l'initiation d'une perturbation jusqu'a la rupture eventuelle du jet en gouttes. En presence de nonlinearites, le critere de stabilite de rayleigh-plateau devient dependant de l'amplitude initiale de la perturbation et la desintegration du jet produit des gouttes de taille differente. Pour les systemes typiques etudies, les gouttes secondaires sont obtenues pour tous les nombres d'onde instable. L'influence des proprietes physiques et du confinement sur l'instabilite et la rupture du jet est mise en evidence. Ce code de calcul peut traiter une classe etendue de problemes d'ecoulement avec interfaces mobiles

Titre traduit

Hydrodynamic instabilities of jets in liquid fluid systems : numerical analysis

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