Contribution à l'étude du taux de cisaillement d'un écoulement de Couette entre deux cylindres coaxiaux PDF Download
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Author: Richard Kouitat Njiwa Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 254
Book Description
La détermination aisée d'une loi de comportement, à l'aide d'un viscosimètre de Couette à cylindres coaxiaux à vitesse imposée nécessite l'utilisation d'une approximation du taux de cisaillement de l'écoulement. Étude de certains de ces approximations usuelles en écoulement permanent et pour l'écoulement de montée en vitesse
Author: Richard Kouitat Njiwa Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 254
Book Description
La détermination aisée d'une loi de comportement, à l'aide d'un viscosimètre de Couette à cylindres coaxiaux à vitesse imposée nécessite l'utilisation d'une approximation du taux de cisaillement de l'écoulement. Étude de certains de ces approximations usuelles en écoulement permanent et pour l'écoulement de montée en vitesse
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DETERMINATION ANALYTIQUE VALABLE POUR DE GRANDS ESPACES ANNULAIRES DE LA PREMIERE VALEUR CRITIQUE DE LA VITESSE AU-DELA DE LAQUELLE APPARAIT UNE INSTABILITE ET PLUSIEURS MODES D'ECOULEMENT SUCCESSIFS. ON EXAMINE L'EFFET DE PETITES PERTURBATIONS NON AXISYMETRIQUES SUR LA STABILITE THEORIQUE, ET ON ETUDIE L'EVOLUTION DU NOMBRE D'ONDE AXIAL DES CELLULES DE TAYLOR POUR DES VITESSES DE ROTATION SUPERIEURES A LA PREMIERE VALEUR CRITIQUE. LES RESULTATS FONT L'OBJET D'UNE VERIFICATION EXPERIMENTALE
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L'ECOULEMENT DE COUETTE-TAYLOR (GENERE ENTRE DEUX CYLINDRES COAXIAUX TOURNANTS) CONTINUE DE REPRESENTER UN OUTIL CLE DES ETUDES DE LA STABILITE HYDRODYNAMIQUE ET DE LA TRANSITION A LA TURBULENCE. NOUS ABORDONS CE PROBLEME SOUS UN DOUBLE ASPECT: L'INFLUENCE DE LA PRESENCE DE FIBRES EN SUSPENSION DANS UN FLUIDE, SUR LE DECLENCHEMENT DES VORTEX DE TAYLOR EST ETUDIEE PAR RESOLUTION DES EQUATIONS DU MOUVEMENT EN UTILISANT LA LOI CONSTITUTIVE D'ERICKSEN. UNE SONDE ELECTRODIFFUSIONNELLE RECEMMENT DEVELOPPEE EST UTILISEE POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES CRITIQUES D'APPARITION DE LA PREMIERE TRANSITION, AINSI QUE LA MESURE DE LA DISTRIBUTION AXIALE DES COMPOSANTS AXIALE ET AZIMUTALE DU GRADIENT PARIETAL DE VITESSE
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ON RAPPELLLE LES RESULTATS SUR LES CONDITIONS D'APPARITION DES INSTABILITES CENTRIFUGES AU SEIN DE L'ECOULEMENT. NOUS EXPOSONS UNE METHODE EXPLICITE DE HAUTE PRECISION POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES, LES DERIVEES SPATIALES ETANT EVALUEES PAR LA METHODE HERMITIENNE D'ORDRE HUIT. LA PRESSION EST CALCULEE PAR RESOLUTION DE L'EQUATION DE POISSON EN UTILISANT UN SCHEMA ITERATIF DU TYPE A.D.I. QUI FOURNIT LA SOLUTION EN UN NOMBRE FINI DE PAS. UNE ETUDE EXPERIMENTALE PRECISE LES DOMAINES D'EXISTENCE DES DIVERS REGIMES ET PERMET DE VISUALISER DIVERS ECOULEMENTS. ENFIN NOUS PRESENTONS LES RESULTATS ETABLIS SUR DES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES STABLES ET INSTABLES
Author: Mohammad Rafique Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 179
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Ce document présente des investigations d'un écoulement confiné entre deux cylindres coaxiaux. Le cylindre extérieur étant lisse, alors que le cylindre intérieur tournant est soit lisse soit ondulé axialement. Ces études concernent le cas de l'écoulement de Couette classique et le cas de l'écoulement forcé par deux longueurs d'onde et plusieurs amplitudes de l'ondulation géométrique. Dans cette dernière configuration, l'écoulement de base est tridimensionnel même à très faible nombre de Taylor où une approche de modélisation, utilisant le concept de perturbations géométriques, est proposée. Par l'utilisation des techniques comme la PIV et la polarographie, des résultats concernant les champs de vitesses dans un plan axial et les gradients pariétaux locaux sont donnés en fonction du nombre de Taylor et en fonction de différentes géométries. A partir de ces résultats, les évolutions des valeurs moyennes, des valeurs fluctuantes (analyses fréquencielles), et des champs de vitesses numériques et expérimentales sont analysées pour toutes les géométries. Les variations du nombre de Taylor par des pas très fins, ont permis de mettre en évidence d'une part un saut de fréquence/amplitude de l'onde azimutale dans l'écoulement de Couette classique et d'autre part les variétés des modes bi-cellulaire ou multicellulaire par longueur d'onde en fonction de cette dernière et de son amplitude. Ces investigations ont également-permis de montrer que le cas d'une faible longueur d'onde, le mode bi-cellulaire persistant au fort nombre de Taylor, s'accompagne d'une modification de la taille d'une cellule au dépens de l'autre. Dans toutes les géométries étudiées, l'écoulement se déstabilise, au-delà d'un nombre de Taylor critique déterminé expérimentalement.
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Ce travail se situe dans le cadre de l'étude de la transition vers la turbulence dans le système de Couette-Taylor (l'écoulement d'un fluide newtonien confiné entre deux cylindres coaxiaux en rotation différentielle) qui peut être soumis à un gradient radial de température. Lorsque les cylindres sont en contrarotation, la première instabilité d'un écoulement isotherme est super-critique et donne lieu à des spirales interpénétrantes. Le motif de ces spirales est décrit par deux équations complexes de Ginzburg-Landau couplées dont nous avons mesuré les coefficients réels en même temps que le coefficient de diffusion de la phase. La seconde instabilité, sous-critique, donne lieu à l'intermittence spacio-temporelle caractérisée par la coexistence de spots turbulents et des zones laminaires, distribués de façon aléatoire dans le temps et l'espace. La dynamique des spots turbulents dépend de la vitesse de rotation des cylindres. Au délà des vitesses de rotation critiques, les spots turbulents se connectent pour former une spirale turbulente dont nous avons étudié la cinématique et la diffusion de la phase. En présence d'un gradient radial de température, dans le cas du cylindre extérieur fixe, la nature et le seuil des instabilités changent. Le couplage des mécanismes de destabilisation d'origine thermique et centrifuge engendre des spirales dont les caractéristiques dépendent du gradient radial de température et de la vitesse de rotation du cylindre intérieur. Nous avons établi le diagramme d'état de ces spirales et mis en évidence les rôles des différents effets, thermique et hydrodynamique, sur l'écoulement.
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L'écoulement confiné entre deux cylindres coaxiaux avec le cylindre intérieur tournant et le cylindre extérieur fixe et l'un des systèmes dans lequel différentes instabilités apparaissent. La plupart des travaux expérimentaux et théoriques ont porté essentiellement sur les écoulements dans des cylindres infinis. Donc il apparait nécessaire de voir ce qui se passe dans les écoulements à faible rapport d'aspect où les effets de bords sont importants. Pour cela, nous avons fait une étude par visualisation, ensuite nous avons utilisé pour la première fois la technique électronique avec une très faible quantité de kalliroscope AQ 1000, ce qui a facilité la compréhension des différentes transitions grâce à la visualisation des structures simultanément à la mesure de frottement en paroi. Enfin à l'aide d'un faisceau laser et d'une photo-multiplicateur, nous avons déterminé les fréquences caractéristiques de chaque régime étudié. Les résultats obtenus par ces différentes méthodes constituent un ensemble de données intéressantes permettant l'extension des connaissances actuelles sur le sujet
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Le premier chapitre de ce mémoire analyse les travaux antérieurs consacrés au régime transitoire de l'écoulement de Couette. L'accent est mis particulièrement sur les contributions de Taylor et de Stuart qui sont à l'origine des principaux progrès enregistrés dans cette étude. Au chapitre II, nous justifions du point de vue théorique l'utilisation de la polarographie comme méthode d'investigation locale des écoulements liquides. Sa mise en oeuvre au plan expérimental est décrite au chapitre III. Les résultats obtenus en régime laminaire stable pour lequel le profil de vitesse entre les deux cylindres est connu, sont présentés au chapitre IV. Ils permettent de s'assurer le bon fonctionnement des sondes de mesure et de vérifier la validité des loies établies. L'étude de l'écoulement en régime transitoire est rapportée au chapitre V. Nous montrons que la méthode polarographique est particulièrement adapté pour détecter l'apparition des divers types d'instabilité et suivre leur développement. Les résultats obtenus sont analysés à la lumière des travaux antérieurs, tant théoriques qu'expérimentaux.
Author: Richard Kouitat Njiwa
Author: Richard Kouitat Njiwa
Author: Gérard Patotzki (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: Habib Guesbaoui
Author: BACHIR.. BENABES
Author: Habib Guesbaoui (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: AMOKRANE.. BOUHADEF
Author: Mohammad Rafique
Author: Afshin Goharzadeh
Author: Miloud Douaya
Author: Gérard Cognet