Analyse des caracteristiques de la vitesse de chute de particules solides en ecoulement turbulent

Analysis of settling velocities characteristics of solid particles in turbulent flow

• Auteur / Autrice : SOPHIE CADIERGUE
• Direction : Michel Belorgey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Caen

Résumé

L'analyse de la vitesse de chute de particules solides dans un ecoulement turbulent rend compte des interactions possibles entre les structures d'un ecoulement et des particules qui sedimentent. Les mecanismes turbulents des ecoulements reels etant peu accessibles a la mesure, nous avons mene notre etude dans une turbulence de grille. L'ecoulement est vertical ascendant et le nombre de reynolds base sur la maille de la grille est re#m=2330. Les particules choisies sont spheriques, de densites variees (verre, agate, acier, plomb) et de diametres compris entre 2 et 5 mm. Des graviers fins permettent de determiner l'influence de la forme sur la vitesse de sedimentation. L'etude prealable de l'ecoulement par v. D. L. Permet de mesurer les caracteristiques du champ des vitesses, et d'estimer les echelles spatiales et temporelles de la turbulence. L'analyse de la sedimentation dans l'ecoulement porte d'une part sur les trajectoires des particules, et d'autre part sur les composantes de leur vitesse de chute. Les resultats mettent en evidence le role preponderant du diametre sedimentologique des particules d#s sur les instabilites de leur sillage, sur leur vitesse de chute dans l'ecoulement et sur leur capacite a repondre aux perturbations de l'ecoulement. La vitesse de chute de ces sediments dans l'ecoulement peut alors etre determinee a travers un nombre sans dimension, lie aux caracteristiques des particules (d#s) et de la turbulence (re#l).