Migration inertielle de particules en écoulement dans des microcanaux
Auteur / Autrice : | Yanfeng Gao |
Direction : | Lucien Baldas, Pascale Magaud |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Dynamique des Fluides |
Date : | Soutenance le 09/05/2017 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Clément Ader - Institut Clément Ader / ICA |
Jury : | Président / Présidente : Stéphane Colin |
Examinateurs / Examinatrices : Lucien Baldas, Pascale Magaud, Jean-Luc Achard | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Philippe Matas, Farzam Zoueshtiagh |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes physiques qui contrôlent les trajectoires de particules anisotropes dans des écoulements confinés, afin d’en améliorer la prédiction. Nous avons dans un premier temps développé des outils expérimentaux basés sur la microscopie et le traitement d’images afin d’analyser les positions de particules en écoulement confiné dans des microcanaux de section carrée. Ces outils ont ensuite permis l’obtention de résultats originaux sur la migration latérale de particules sphériques dans des écoulements faiblement inertiels. Nous avons montré en particulier que les particules migrent au centre du canal à faible nombre de Reynolds et à proximité du centre de chaque face à Reynolds plus élevé et que ces deux régimes co-existent pour des Reynolds intermédiaires. Parallèlement à leur migration latérale, les particules en écoulement confiné peuvent s’espacer régulièrement sous certaines conditions pour former des trains. Ce travail a donc consisté à mener une étude statistique pour quantifier et localiser la formation des trains. Il a été montré que la formation des trains était contrôlée par la configuration de l’écoulement dans le sillage des particules et que leurs caractéristiques, i.e., le pourcentage de particules en trains et la distance interparticulaire, étaient fonction du nombre de Reynolds particulaire. Enfin, des résultats préliminaires sur le cas d’écoulements bi-disperses ont été obtenus. Pour terminer, les perspectives et développements futurs de ce travail sont dégagés.