Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude de l'écoulement au travers de diffuseurs équipés de vannes de guidage ; analyse des performances et application au contrôle actif des débits pulsés

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Auteur / Autrice : Eric Portier
Direction : Jean-Laurent Peube
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique et dynamique des écoulements instationnaires
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

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Ce travail contribue a la mise en uvre d'un dispositif de controle actif de debits pulses etant a l'origine de bruits en basses frequences. L'application des equations de la mecanique des fluides aux ecoulements instationnaires en conduite mene en effet a une relation entre les fluctuations de debit et une perte de charge dont l'evolution instantanee peut conduire a l'annulation des fluctuations periodiques. L'objet de cette etude est alors de comprendre et maitriser l'organisation d'un ecoulement traversant une singularite et faire le lien avec la perte de charge. Ce travail, essentiellement experimental, est base sur la velocimetrie par imagerie de particules (piv). Nous avons alors montre la possibilite de former, dans une geometrie de type diffuseur, une zone de recirculation en moyenne et de reguler sa taille qui s'associe directement a la variation de la perte de charge. Dans ce cas, la relation entre structure d'ecoulement moyen et perte de charge est tres nette, mais dans le cas de phenomenes instationnaires et tridimensionnels, cette relation ne peut pas etre etablie. En revanche, lorsque la vanne est de dimension trop reduite et aussi lorsque celle-ci presente des angles trop abrupts, il apparait un phenomene de sillage qui rend alors la maitrise de l'ecoulement impossible. En ce qui concerne le controle actif de debit, nous avons etabli un modele ou l'actionneur est represente par sa loi statique de perte de charge. Celui-ci permet de juger des performances des actionneurs en evaluant en l'occurrence la puissance consommee, l'effet de la distorsion et la charge introduite. Son application au dispositif developpe dans ce memoire montre que des ameliorations sont apportees en termes de consommation d'energie et de charge introduite par rapport a la vanne papillon de reference. Parallelement, des travaux de simulation numerique 2d ont permis de valider un code k dans nos configurations presentant des gradients de pression adverses importants.