Contribution à l'étude de différents types d'écoulements en régime de Stokes

• Auteur / Autrice : Mohamed Hajjam
• Direction : Madeleine Coutanceau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structure cellulaire (physique)

Bulles

Écoulement bidimensionnel

Écoulement -- Visualisation

Mots clés libres

Physique

Résumé

Ce travail apporte une contribution a une meilleure connaissance des ecoulements en regime de stokes, en analysant divers cas non encore resolus ou de configuration nouvelle presentant des caracteres particuliers, a savoir un ou des ecoulements secondaires induits par un ecoulement principal. On considere ainsi, tout d'abord, le cas des ecoulements autour d'obstacles axisymetriques a interface fluide et pour lesquels se developpe un ecoulement interne induit par le courant exterieur. Dans ce cadre, ont ete etudiees numeriquement la forme et la trainee d'une bulle d'air en ascension dans un tube vertical rempli d'un fluide tres visqueux et dont le diametre est tel qu'il confine fortement la bulle et la deforme. Ensuite, sont analyses, a la fois numeriquement par minimisation quadratique et experimentalement par visualisation, la naissance et le developpement de certains ecoulements bidimensionnels a structure cellulaire, les cellules de recirculation etant induites par le phenomene de decollement d'un ecoulement principal de rotation a partir des parois d'un canal exterieur. A titre d'exemples, on etudie l'ecoulement engendre par la rotation d'un cylindre circulaire, successivement: -dans un canal rectangulaire, en utilisant pour le calcul la serie polaire et en examinant particulierement l'influence de la position de la source de mouvement sur la topologie de l'ecoulement ; -dans l'entrefer d'une cuve annulaire, forme de deux cylindres circulaires concentriques, en introduisant la notion de serie polaire cellulaire et en etudiant en detail la structure des ecoulements pour differents rapports d'obturation, et ce quelle que soit la position de la source de mouvement dans cet entrefer. Enfin, le champ d'utilisation de la serie polaire est elargi aux ecoulements generes par la rotation soit d'un cylindre circulaire unique dans des cuves de formes variees (diedre, ovale, circulaire), soit d'une serie de cylindres identiques, regulierement espaces mais non necessairement centres, dans un canal rectangulaire. De nouvelles voies de recherche ont ainsi ete degagees