Analyse des effets d'une phase dispersee par cavitation ou ventilation sur les structures de l'ecoulement de taylor couette

• Auteur / Autrice : JEAN-FRANCOIS FAVE
• Direction : Henda Djeridi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Ce travail de nature essentiellement experimentale concerne l'etude des interactions mutuelles entre le phenomene de cavitation et la turbulence. La complexite des ecoulements turbulents cavitants est telle qu'il convient d'envisager un dispositif permettant d'analyser ces interactions mutuelles dans un ecoulement bien connu au sein duquel les differentes echelles apparaissent par etapes successives. L'experience retenue pour cette approche est celle de taylor couette, relative a l'ecoulement entre deux cylindres coaxiaux verticaux. Se placant dans la configuration du seul cylindre interieur entraine en rotation, les etats successifs de la transition a la turbulence ont ete decrits avec precision en procedant a l'analyse du champ dynamique par velocimetrie laser doppler. L'introduction de la phase dispersee se fait soit par ventilation, soit par diminution de la pression au moyen d'une enceinte de mise sous vide. L'influence de la phase dispersee sur les proprietes de l'ecoulement a ete analysee en procedant a des experiences comparatives entre regime monophasique, cavitant mais egalement ventile, de maniere a identifier l'influence des proprietes propres a la cavitation sur les interactions observees. En premieres instabilites la phase dispersee engendre, quelque soit sa nature, une modification de l'etat de l'ecoulement (longueur d'onde axiale, nombre d'onde azimutale), le regime cavitant se caracterisant de surcroit par une avance a la troisieme instabilite. En turbulence naissante, la phase vapeur interagit avec l'ecoulement pour conduire a l'etablissement d'un nouveau regime ou les structures cavitantes repondent a une dynamique particuliere.