Convection thermocapillaire bidimensionnelle en pont liquide chauffe lateralement

2-d. Thermocapillary convection in a laterally heated liquid bridge

• Auteur / Autrice : Guillaume Kasperski
• Direction : Gérard Labrosse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail concerne la modelisation et l'etude par simulation numerique directe de la convection thermocapillaire axi-symetrique dans un pont liquide, maintenu par capillarite entre deux barreaux solides isothermes, et auquel est applique un flux radiatif radial de chaleur. La simulation numerique, en collocation spectrale chebyshev, et d'ordre 2 pour la discretisation temporelle, est basee sur un algorithme de projection-diffusion. Pour assurer la continuite des contraintes visqueuses aux jonctions de la surface libre et des surfaces solides, la contrainte thermocapillaire est ponderee par une fonction de regularisation l'annulant sur les parois solides, que nous proposons polynomiale de faible degre dans un premier temps, dont nous augmentons par la suite le degre, et enfin dependante de la temperature. Dans le premier cas, l'etude a ete menee sur une large gamme de valeurs des nombres de prandtl et de marangoni. La description des etats stationnaires a ete detaillee, et deux mecanismes de transition vers l'instationnarite observes. L'un d'eux a ete retrouve en configuration de demi-cavite. La convergence des solutions en fonction de la raideur de la regularisation a ete observee, tres lente pour des regimes thermiques fortement convectifs, necessitant des resolutions spatiales importantes. L'application de la regularisation thermique entraine une brisure de la symetrie de reflection de l'ecoulement par rapport a son plan median.