Séquences transitoires en écoulement de Couette-Taylor PDF Download
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Author: Aomar Ait Aider Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 178
Book Description
Revue bibliographique concernant la stabilité de l'écoulement confiné entre cylindres coaxiaux tournants. Etude expérimentale par visualisation de l'écoulement entre cylindres coaxiaux; influence du rapport d'aspect sur les cellules de Taylor et les ondes circonférentielles. Etude locale de l'écoulement par polarographie. Caractérisation des différents régimes par l'évolution du gradient moyen de vitesse. Modulation des ondes circonférentielles lors de la transition vers la turbulence. Etude en repère fixe par une méthode locale (polarographie)
Author: Aomar Ait Aider Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 178
Book Description
Revue bibliographique concernant la stabilité de l'écoulement confiné entre cylindres coaxiaux tournants. Etude expérimentale par visualisation de l'écoulement entre cylindres coaxiaux; influence du rapport d'aspect sur les cellules de Taylor et les ondes circonférentielles. Etude locale de l'écoulement par polarographie. Caractérisation des différents régimes par l'évolution du gradient moyen de vitesse. Modulation des ondes circonférentielles lors de la transition vers la turbulence. Etude en repère fixe par une méthode locale (polarographie)
Author: C. David Andereck Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461534380 Category : Science Languages : en Pages : 351
Book Description
Seldom does a physical system, particularly one as apparently simple as the flow of a Newtonian fluid between concentric rotating cylinders, retain the interest of scientists, applied mathematicians and engineers for very long. Yet, as this volume goes to press it has been nearly 70 years since G. I. Taylor's outstanding experimental and theoretical study of the linear stability of this flow was published, and a century since the first experiments were performed on rotating cylinder viscometers. Since then, the study of this system has progressed enormously, but new features of the flow patterns are still being uncovered. Interesting variations on the basic system abound. Connections with open flows are being made. More complex fluids are used in some experiments. The vigor of the research going on in this particular example of nonequilibrium systems was very apparent at the NATO Advanced Research Workshop on "Ordered and Turbulent Patterns in Taylor Couette Flow," held in Columbus, Ohio, USA May 22-24, 1991. A primary goal of this ARW was to bring together those interested in pattern formation in the classic Taylor Couette problem with those looking at variations on the basic system and with those interested in related systems, in order to better define the interesting areas for the future, the open questions, and the features common (and not common) to closed and open systems. This volume contains many of the contributions presented during the workshop.
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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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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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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE DE L'ECOULEMENT DE TAYLOR-COUETTE EN PRESENCE D'UNE STRATIFICATION AXIALE STABLE. UNE ANALYSE DE STABILITE LINEAIRE PREDIT LE CARACTERE OSCILLATOIRE DU SEUIL D'INSTABILITE. LES VISUALISATIONS MONTRENT QUE LE PREMIER REGIME INSTABLE EST UN REGIME D'ONDES STATIONNAIRES AXISYMETRIQUES. UN MODELE THEORIQUE BASE SUR L'EXISTENCE D'ONDES INTERNES CONFINEES EST EN BON ACCORD AVEC LES MESURES DES FLUCTUATIONS TEMPORELLES DE DENSITE DANS CE REGIME. LE SECOND REGIME EST UN REGIME DE VORTEX NON-AXISYMETRIQUES DONT LA TAILLE VERTICALE EST DIMINUEE PAR LA STRATIFICATION, LES VORTEX ETANT PRESENTS PAR PAIRES A UNE MEME HAUTEUR ET TOURNANT A LA VITESSE MOYENNE DANS L'ENTREFER. LA TRANSITION ENTRE LE REGIME DES ONDES ET CELUI DE VORTEX PRESENTE DE L'HYSTERESIS. UN DIAGRAMME DES BIFURCATIONS DU SYSTEME POUR LES DEUX PREMIERS REGIMES EST ALORS PROPOSE. DANS LE REGIME SUIVANT, NOUS AVONS NOTE LA COEXISTENCE DE STRUCTURES STATIONNAIRES ET DE DEFAUTS. ENFIN NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A UN REGIME PRESENTANT DES CELLULES RESSEMBLANT A DES VORTEX DE TAYLOR, MAIS COUPLES PAR PAIRES. CES DEUX REGIMES PRESENTENT DES SPECTRES FAIBLEMENT TURBULENTS. ENFIN, UNE ETUDE DU TRANSPORT D'UN TRACEUR PASSIF DANS LES DIFFERENTS REGIMES A ETE REALISEE, METTANT EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE REGIMES DE DIFFUSION ANORMALE AU TEMPS COURTS. AU TEMPS LONGS, UNE DIFFUSION NORMALE EST OBTENUE, LE COEFFICIENT DE DIFFUSION EFFECTIF AUGMENTANT DE FACON QUADRATIQUE AVEC LE TAUX DE ROTATION DU CYLINDRE INTERIEUR.
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L’écoulement de Taylor Couette superposé à un flux axial léger présente beaucoup d’intérêts dans les procédés industriels impliquant réacteurs catalytiques et de polymérisation, filtration tangentielle, cristallisation et extraction. Les tourbillons de Taylor jouent un rôle important dans ces équipements. Les gradients de vitesse à la paroi qui se traduisent par les contraintes de cisaillement pariétal sont les plus importants paramètres. Les composantes azimutale et axiale du gradient de vitesse et la taille et la vitesse axiale de tourbillons de Taylor ont été mesurées dans les géométries représentées par le rapport des rayons 0,4 – 0,5 – 0,6 – 0,7 et 0,8 à l’aide des sondes électrochimiques trisegmentées et simples affleurant la paroi du cylindre extérieur. Le nombre d’ondes azimutales et leur célérité ont été mesurées par la même technique dans des écoulements à vitesse de rotation plus élevée. En augmentant la vitesse de rotation, le nombre d’ondes azimutales diminue. La célérité d’ondes normalisée par la vitesse de cylindre diminue avec le rayon de cylindre. Le moment des forces agissant sur le cylindre a été calculé à partir de la répartition axiale de la composante azimutale du gradient de vitesse.
Author: El Alioune Faye Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail est une étude expérimentale permettant de mettre en évidence la cartographie générale de l'ensemble des états d'écoulement obtenus entre le régime laminaire de Couette et la turbulence. L'ensemble des expériences a été réalisé dans un dispositif appelé système Taylor-Couette (STC), composé de deux cylindres concentriques avec le cylindre intérieur tournant. Ces différentes instabilités (SPI, TVF, WVF, MWVF, TTVF), qui dépendent principalement du nombre de Taylor (Ta), seront obtenues avec ou sans débit axial dans le STC selon des protocoles d'analyse bien définis et nous notons que le nombre de Reynolds axial (Reax) a un effet de stabilisation de l'écoulement. Les vortex de Taylor toroïdaux, ondulés ou ondulés modulés, ont été caractérisés en termes de gradient pariétal de vitesse, de nombre d'ondes, de longueur d'ondes axiales et azimutales, de la vitesse de déplacement axial, de fréquence et de la vitesse de révolution ; la polarographie sera utilisée comme technique de mesure. La vitesse du cylindre intérieur (Ta) est essentiellement le seul phénomène agissant sur l'évolution de ces paramètres. L'utilisation de la sonde tri-segmentée dans la caractérisation des structures tourbillonnaires a contribué à la compréhension des mécanismes d'interaction vortex-paroi et à la détermination des composantes azimutale et axiale du gradient pariétal de vitesse.
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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: Aomar Ait Aider
Author: Aomar Ait Aider
Author: C. David Andereck
Author: Ahcène Bouabdallah (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: Miloud Douaya
Author: Afshin Goharzadeh
Author: FRANCOIS.. CATON
Author: Fatima Zahra Wouahbi
Author: El Alioune Faye
Author: Odette Beaudry
Author: Gérard Cognet