Étude par simulation numérique des forces exercées sur une inclusion sphérique par un écoulement accéléré

A numerical investigation of the forces exerted on a spherical body by an accelerated flow

• Auteur / Autrice : Mayela Rivero
• Direction : Jean Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Fluides, Dynamique des

Navier-Stokes, Équations de -- Solutions numériques

Modèles mathématiques

Hydrodynamique

Sphère

Bulles

Résumé

Ce travail est consacre a une analyse menee par simulation numerique des forces qui s'exercent sur une inclusion spherique plongee dans un ecoulement accelere dans le temps ou l'espace. Pour ceci, les equations de navier-stokes axisymetriques sont resolues en variables primitives en utilisant un systeme de coordonnees curvilignes orthogonales issu des lignes de courant et des equipotentielles de l'ecoulement irrotationnel autour d'une sphere. On etudie tout d'abord en detail l'ecoulement uniforme et stationnaire autour d'une bulle spherique ou d'une sphere rigide pour des nombres de reynols compris entre 0,1 et 300. Trois situations d'ecoulements acceleres sont ensuite considerees pour ces deux types d'inclusions: l'ecoulement a acceleration temporelle constante, l'ecoulement oscillatoire et l'ecoulement stationnaire a deformation constante. On etablit a partir de ces differents cas que: le coefficient de masse ajoutee est independant des conditions d'ecoulement; l'effet d'histoire est negligeable hors du regime de stockes pour les bulles; au contraire il demeure important et possede un comportement complexe pour la sphere solide. L'influence de l'acceleration sur la structure de l'ecoulement est egalement discutee