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Thèse soutenue

Comportement d'une goutte de liquide magnetique dans un champ magnetique variable : theorie et simulation

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Auteur / Autrice : SANDRIS LACIS
Direction : Jean-Claude Bacri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

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Les problemes de frontiere libre en hydrodynamique des liquides magnetiques sont intrinsequement dus au couplage des champs magnetiques et d'ecoulement. Ici on etudie le comportement d'une gouttelette de liquide magnetique a 2d dans un champ magnetique tournant, avec les hypotheses suivantes: aimantation lineaire et ecoulement rampant, les figures d'equilibre et la dynamique en regime non-lineaire sont etudiees par simulation numerique a partir de la technique d'integrale de frontiere. Les resultats numeriques sont compares aux modeles analytiques elabores dans cette these. Sur la base de l'approche energetique, les formes a 2 pointes ont le minimum d'energie totale le plus bas dans un champ tournant a haute frequence. La simulation dynamique indique que la forme a 3 pointes existe sous la forme d'un etat metastable. Dans un champ a basse frequence et pour des viscosites arbitraires on a montre que deux comportements differents de la gouttelette apparaissent en fonction du nombre magnetique de bond. Si la forme d'une gouttelette est presque elliptique, son deplacement est decrit par les equations d'un modele simple, derivees dans cette these. Des regimes dynamiques riches apparaissent pour une gouttelette de liquide magnetique dans le cas d'une polarisation de champ elliptique. L'accrochage entre le champ magnetique et le mouvement de la gouttelette est detectee. Les langues de arnold correspondantes sont etudiees en fonction de certains parametres: on considere ensuite la structure en arbre de farey et le recouvrement d'intervalles d'accrochage. L'augmentation de la nature elliptique du champ conduit a un doublement de periode et la transition vers un systeme chaotique