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Thèse soutenue

Étude du couplage entre un métal liquide et un champ magnétique alternant à basse fréquence

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Auteur / Autrice : Jean-Marie Galpin
Direction : Yves Fautrelle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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L'effet d'un champ magnetique alternant a basse frequence sur un metal liquide presentant une surface libre, est etudie a l'aide d'une cuve cylindrique contenant du mercure et placee dans un solenoide alimente par un courant monophase de frequence 1 a 22 hz. Les mouvements internes turbulents, preponderant pour les valeurs de frequence comprises entre 10 et 22 hz, sont, sur de nombreux points, similaires a ceux observes, dans les etudes anterieures, aux plus grandes valeurs de frequence. La principale particularite est la rapide decroissane de la vitesse moyenne typique et du taux de dissipation turbulente. Ce phenomene semble etre correle a la presence de vitesses oscillatoires forcees par la partie pulsatoire des forces de lorentz devient predominante et engendre des mouvements de surface dont la configuration et l'amplitude dependent de l'itensite i et de la frequence f du courant electrique inducteur applique. L'espace des parametres (i, f) peut etre divise en quatre regions correspondant a quatre regimes. Une analyse theorique de la stabilite d'une surface libre soumise a un champ electromagnetique basse frequence montre qu'il apparait un systeme d'ondes concentriques stationnaires forces de frequence 2f et que la croissance des modes azimutaux est gouvernee par un systeme couple d'equations de mathieu. Sous certaines conditions, les ondes azimutales deviennent instables et l'instabilite apparait avec une transition sous-harmonique. La comparaison entre la theorie et l'experience montre que le modele theorique permet une bonne prediction qualitative des phenomenes observes.