Etude expérimentale des champs dynamiques et thermiques de l'écoulement de Benard-Von Karman en aval d'un obstacle chauffé dans l'air et dans l'eau

par Fabien Dumouchel

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Paranthoën.

Soutenue en 1997

à Rouen .


  • Résumé

    Cette thèse a pour objet l'étude expérimentale de l'écoulement en aval d'un obstacle chauffé ou non (cylindre circulaire ou ruban) dans une gamme de nombres de Reynolds où le sillage 2D-périodique est caractérisé par l'existence d'une allée de Benard-Von Karman. Cette étude a été entreprise dans l'air et dans l'eau, en utilisant l'ADL pour la mesure des vitesses et la thermométrie à fil froid ou à thermocouple à fil fin pour la mesure des températures. Des études antérieures ont montré que ce type d'écoulement était très sensible au chauffage de l'obstacle, conduisant à une stabilisation dans le cas des gaz et à une déstabilisation dans le cas des liquides. L'objectif principal de cette étude a été de prendre en compte l'influence du chauffage sur le régime de l'écoulement quand ce contrôle thermique est uniquement dû aux modifications des propriétés physiques du fluide. Après une étude du champ de vitesse en aval d'un obstacle non chauffé, la même étude est entreprise dans le cas où l'obstacle est chauffé. Pour appréhender l'effet du chauffage sur le régime d'écoulement, les notions de température effective et de nombre de Reynolds effectif re#e#f#f ont été développées. L'ensemble des résultats obtenus dans l'air et dans l'eau montre que les caractéristiques de l'écoulement sont similaires dans des situations ou les re#e#f#f sont identiques, pour des valeurs différentes des vitesses amonts et du chauffage. L'utilisation de re#e#f#f permet également de comparer les champs thermiques dans l'air et dans l'eau. L'effet du nombre de Prandtl se traduit par des largeurs initiales des sillages thermiques beaucoup plus faibles dans l'eau que dans l'air et des écarts de température moyenne et des intensités des fluctuations de température beaucoup plus élevées dans l'eau que dans l'air. En revanche le nombre de Nusselt de l'obstacle chauffé dépend d'un nombre de Reynolds intermédiaire entre re#f#i#l#m et re#e#f#f.

  • Titre traduit

    Experimental study of velocity and temperature fields of the Benard-Von Karman instability downing a heated bluff body in air and in water


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  • Détails : 2 vol. (249 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 106 références

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  • Cote : 97/ROUE/S067

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  • Bibliothèque : Université Paris-Est Créteil Val de Marne. Service commun de la documentation. Section multidisciplinaire.
  • PEB soumis à condition
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