Transport de petites particules par un écoulement de fluide visqueux

Transport of small particles by a viscous flow

• Auteur / Autrice : Samir Yahiaoui
• Direction : François Feuillebois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Mouvement de particules

Nombre Reynolds faible

Ecoulement de cisaillement linéaire et quadratique

Effet de paroi

Lubrification

Force de portance et de traînée

Effets inertiels et instationnaires

Sédimentation

Résumé

Ce mémoire contribue à l'étude des interactions hydrodynamiques particules-paroi dans un écoulement à faible nombre de Reynolds. Divers écoulements de Stokes axisymétriques sont calculés pour une sphère proche d'une paroi plane. On utilise ensuite les techniques de perturbation pour déterminer les forces hydrodynamiques : la force de traînée visqueuse inertielle et instationnaire pour le mouvement d'une sphère normal à une paroi plane, la force de portance pour une sphère en mouvement parallèle à une paroi dans différents écoulements ambiant, sans aucune restriction sur la distance séparant la sphère et la paroi. En régime de lubrification, on apporte également des corrections aux approximations des vitesses et pression du fluide dans le cas où la sphère sédimente perpendiculairement à la paroi.

This work contributes to the study of hydrodynamic interactions between particles and wall in low Reynolds number fluid flow. Various axisymetric Stokes flows are calculated for a sphere near a plane wall. Perturbation techniques are then used to determine hydrodynamic forces, namely the viscous inertial unsteady drag force for the motion of a sphere normal to a plane wall and the lift on a sphere moving parallel to a plane wall in various ambient flow fields; regardless of the sphere to wall distance. In the lubrication regime, corrections are also derived for the approximated fluid velocity and pressure around a sphere settling normal to a wall.