Etude expérimentale de l'interaction d'une onde de choc avec une structure mobile autour d'un axe PDF Download
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Book Description
Ce travail de thèse s'appuie sur une étude expérimentale en tube à choc, plus précisément, c'est une approche expérimentale de l'étude de l'interaction fluide-structure. Considérons un solide indéformable auquel on laisse un degré de liberté en rotation autour d'un axe. Cette structure ferme un espace clos. Si le contenu de l'espace clos subit le passage d'une onde de choc, ce solide va être mis mouvement et tourner autour de son axe. Concrètement, l'onde de choc va augmenter les caractéristiques physiques, en particulier sa pression, du fluide en contact avec la face impactée de cette porte. La face opposée de la porte ne subissant pas ou que très peu l'influence de l'onde de choc, une seule de ses faces est soumise à la surpression. Au moment de l'impact, le déséquilibre ainsi créé impose une action mécanique sur la porte qui va la faire accélérer et tourner autour de son axe de rotation. Jusqu'à ce stade tout est relativement simple. La difficulté intervient à l'instant où la porte commence à s'ouvrir, car les frontières du volume dans lequel le fluide évolue sont modifiées. Des fuites apparaissent et le gaz qui était maintenu dans un volume clos peut maintenant s'écouler vers un milieu libre. Une communication entre les gaz agissant de chaque coté de la porte est créée modifiant leurs propriétés et par conséquent la pression agissant sur chaque côté de la porte. Les actions mécaniques qui s'appliquent sur la porte ne sont plus les mêmes, et par conséquent l'accélération que la porte subit aussi. Au fur et à mesure que la porte change de position, le problème fluide continue d'être modifié et change en retour son action sur la porte. Cette interaction perdure soit jusqu'à ce que les limites du problème cessent d'être modifiées, la porte ne peut plus bouger, ou bien lorsque les actions mécaniques agissant sur la porte s'équilibrent, les fluides de chaque côté de la porte étant dans le même état physique. Le travail présenté ici est une étude des paramètres du fluide ou du solide en mouvement qui sont les acteurs de la loi comportementale gérant ce système complexe. Pour ce faire, nous avons réalisé une maquette expérimentale mettant en action la physique que nous venons de décrire et nous l'avons adaptée à un tube à choc. En éprouvant de nombreuses configurations expérimentales, nous avons pu déterminer comment l'écoulement interne d'un tube à choc évolue lorsqu'il est plus ou moins ouvert à son extrémité. Comment une porte fermée réagit-elle à l'impact d'une onde de choc et quelles en sont les conséquences sur l'évolution des fluides mis en jeu? Quelles sont les conséquences d'une position différente de la porte au moment de l'impact avec l'onde de choc? Ou encore, quel rôle joue l'intensité de l'onde de choc incidente ou l'inertie de la porte sur toute cette dynamique?
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Ce travail de thèse s'appuie sur une étude expérimentale en tube à choc, plus précisément, c'est une approche expérimentale de l'étude de l'interaction fluide-structure. Considérons un solide indéformable auquel on laisse un degré de liberté en rotation autour d'un axe. Cette structure ferme un espace clos. Si le contenu de l'espace clos subit le passage d'une onde de choc, ce solide va être mis mouvement et tourner autour de son axe. Concrètement, l'onde de choc va augmenter les caractéristiques physiques, en particulier sa pression, du fluide en contact avec la face impactée de cette porte. La face opposée de la porte ne subissant pas ou que très peu l'influence de l'onde de choc, une seule de ses faces est soumise à la surpression. Au moment de l'impact, le déséquilibre ainsi créé impose une action mécanique sur la porte qui va la faire accélérer et tourner autour de son axe de rotation. Jusqu'à ce stade tout est relativement simple. La difficulté intervient à l'instant où la porte commence à s'ouvrir, car les frontières du volume dans lequel le fluide évolue sont modifiées. Des fuites apparaissent et le gaz qui était maintenu dans un volume clos peut maintenant s'écouler vers un milieu libre. Une communication entre les gaz agissant de chaque coté de la porte est créée modifiant leurs propriétés et par conséquent la pression agissant sur chaque côté de la porte. Les actions mécaniques qui s'appliquent sur la porte ne sont plus les mêmes, et par conséquent l'accélération que la porte subit aussi. Au fur et à mesure que la porte change de position, le problème fluide continue d'être modifié et change en retour son action sur la porte. Cette interaction perdure soit jusqu'à ce que les limites du problème cessent d'être modifiées, la porte ne peut plus bouger, ou bien lorsque les actions mécaniques agissant sur la porte s'équilibrent, les fluides de chaque côté de la porte étant dans le même état physique. Le travail présenté ici est une étude des paramètres du fluide ou du solide en mouvement qui sont les acteurs de la loi comportementale gérant ce système complexe. Pour ce faire, nous avons réalisé une maquette expérimentale mettant en action la physique que nous venons de décrire et nous l'avons adaptée à un tube à choc. En éprouvant de nombreuses configurations expérimentales, nous avons pu déterminer comment l'écoulement interne d'un tube à choc évolue lorsqu'il est plus ou moins ouvert à son extrémité. Comment une porte fermée réagit-elle à l'impact d'une onde de choc et quelles en sont les conséquences sur l'évolution des fluides mis en jeu? Quelles sont les conséquences d'une position différente de la porte au moment de l'impact avec l'onde de choc? Ou encore, quel rôle joue l'intensité de l'onde de choc incidente ou l'inertie de la porte sur toute cette dynamique?
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DESCRIPTION DES PHENOMENES PHYSIQUES MIS EN JEU DANS L'INTERACTION ONDE DE CHOC-COUCHE LIMITE. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE DES MOYENS DE TRAITEMENT EXISTANTS. PRESENTATION DE LA NOTION DE COUCHE LIMITE CONSIDEREE COMME UNE APPROXIMATION ASYMPTOTIQUE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES A GRAND NOMBRE DE REYNOLDS; RELATIONS DE RACCORDEMENT AVEC L'ECOULEMENT EXTERNE. CALCUL DE LA COUCHE LIMITE DANS LE CAS LAMINAIRE. ETUDE EXPERIMENTALE D'UNE INTERACTION SUPERSONIQUE TURBULENTE SE DEVELOPPANT SUR UNE RAMPE PAR ANEMOMETRIE LASER ET VISUALISATION STRIOSCOPIQUE. ETUDE THEORIQUE DE DEUX CAS D'INTERACTION SUPERSONIQUE TURBULENTE
Author: Riccardo Messina Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 147
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Dans cette thèse, l'on discute des aspects de l'interaction de Casimir-Polder entre atome et surface. D'abord, on analyse la force latérale sur un atome en présence d'une corrugation sur la surface, en utilisant une méthode fondée sur la matrice de scattering, développée au premier ordre par rapport à l'amplitude de corrugation. On calcule numériquement le potentiel d'interaction au premier ordre pour une distance atome-surface et un profil de corrugation arbitraires: on discute l'effet de la géometrie du système et de la conductivité finie de la surface. Nous étudions les déviations du résultat exact de la Proximity Force Approximation et de la Pairwise Summation. La deuxième partie de la thèse est consacrée aux propriétés dynamiques. On analyse l'émission de radiation par un atome en mouvement au-dessus d'une surface corruguée. On déduit des propriétés générales de l'émission de photons par un objet en mouvement au dessus d'une surface corruguée, et on discute ensuite le cas d'un atome, en commentant l'observabilité de l'effet. Nous étudions ensuite l'évolution temporelle de la densité d'énergie électromagnétique pour un atome devant un plan parfaitement conducteur pendant l'évolution du système supposant qu'il soit décrit au début par un état non stationnaire. La méthode utilisée est la solution itérative des équations d'Heisenberg des opérateurs de champ. Nous discutons la causalité relativiste dans la propagation des champs, et analysons aussi l'interaction atome-atome devant une surface. Enfin, nous montrons des résultats concernant l'évolution de la force atome-miroir à partir d'un état partiellement habillé, en discutant aussi sa réalisabilité expérimentale.
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ON CONSIDERE 5 PROBLEMES D'INTERACTION AVEC DES OBSTACLES DIVERS A DEUX ET TROIS DIMENSIONS: RAMPE A DEUX DIMENSIONS, CYLINDRE, VEHICULE AXISYMETRIQUE A NEZ SPHERIQUE ET CORPS CYLINDRIQUE ET DOME SPHERIQUE A TROIS DIMENSIONS. MISE EN EQUATION ET RESOLUTION NUMERIQUE DE CES PROBLEMES. COMPARAISON AVEC DES DONNEES EXPERIMENTALES
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LE DEVELOPPEMENT SPECTACULAIRE DES TELECOMMUNICATIONS MOBILES POSE AUJOURD'HUI LE PROBLEME DELICAT DES EVENTUELS EFFETS NOCIFS SUR LA SANTE DE L'HOMME, DU CHAMP ELECTROMAGNETIQUE RAYONNE AUTOUR DU GHZ PAR LES TELEPHONES PORTABLES. CETTE ETUDE, LOIN DE VOULOIR PROUVER LA PARFAITE INNOCUITE DES APPAREILS OU LA PRESENCE DE REELS DANGERS, EST CONSACREE A LA MODELISATION DE L'INTERACTION DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES AVEC LE CORPS HUMAIN. ELLE S'ATTACHE PLUS PARTICULIEREMENT A LA DOSIMETRIE LIEE A L'UTILISATION D'UN TELEPHONE MOBILE. LA QUANTITE D'ENERGIE ABSORBEE PAR UNITE DE MASSE DE TISSU EST CARACTERISEE PAR LE SAR (TAUX D'ABSORPTION SPECIFIQUE) EXPRIME EN W/KG. A PARTIR DE CETTE GRANDEUR ONT ETE ETABLIES DES NORMES DE SECURITE, QUE CHAQUE APPAREIL COMMERCIALISE DOIT SATISFAIRE. AINSI, IL EST DEVENU NECESSAIRE D'EVALUER CES DOSES DES LA CONCEPTION DES MOBILES. L'ANALYSE EST MENEE A L'AIDE D'UN LOGICIEL DE CALCUL RESOLVANT LES EQUATIONS DE MAXWELL, DANS LE DOMAINE TEMPOREL, SELON LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES. LE CARACTERE SPATIAL DE CELLE-CI NOUS A PERMIS DE DEVELOPPER LE CALCUL DU SAR AU SEIN DU CODE. CES TRAVAUX SE SONT, EN 1994, INSCRITS DANS LE CADRE D'UNE COOPERATION EUROPEENNE : LE PROJET COST 244, DONT L'OBJECTIF ETAIT DE S'ASSURER, PAR LE TRAITEMENT DE STRUCTURES SIMPLES, DU BIEN-FONDE DES NORMES DE SECURITE EN VIGUEUR AUJOURD'HUI EN EUROPE. UNE ETUDE PLUS LARGE SUR L'INFLUENCE DES PARAMETRES PHYSIQUES (TYPE D'EXCITATION, MODELISATION DE L'OPERATEUR,...) A PERMIS ENSUITE LA MISE EN EVIDENCE DES PRINCIPAUX PHENOMENES ELECTROMAGNETIQUES MIS EN JEU : ABSORPTION DE L'ENERGIE PAR LES STRUCTURES DIELECTRIQUES, ROLE ESSENTIEL DU CHASSIS DU PORTABLE, COMPORTEMENT DES ONDES, CONSERVATION DE L'ADAPTATION DE L'ANTENNE, ALTERATION DE SON RAYONNEMENT,... FINALEMENT, L'ETUDE PRECEDENTE A ETE ELARGIE A L'ANTENNE FIL-PLAQUE MONOPOLAIRE, UN AERIEN DEVELOPPE AU SEIN DU LABORATOIRE. SON PROFIL BAS ET SON FAIBLE ENCOMBREMENT, ENTRE AUTRES PROPRIETES ESSENTIELLES, ONT PERMIS D'ENVISAGER AVEC SUCCES SON INTEGRATION SUR UN TELEPHONE PORTABLE. SON IMPLANTATION SUR LA FACE LATERALE DU BOITIER A CONDUIT A UN NIVEAU DE SAR NETTEMENT INFERIEUR A CELUI INDUIT PAR UN CLASSIQUE MONOPOLE QUART D'ONDE.
Author: Antoine Marty Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Lorsqu'un phénomène de détonation survient dans des milieux confinés comme un bâtiment présentant un système de galeries, l'onde de choc générée se propage et peut engendrer des dégâts matériels et humains considérables. En effet, l'onde de choc en se propageant dans ces systèmes de canaux confinés va interagir avec les obstacles qu'elle rencontre (humains et matériels), et va provoquer de très fortes élévations de la pression localement. Ce phénomène peut être très destructeur pour les structures et létale pour les humains. L'objectif de cette étude, expérimentale et numérique, est donc d'étudier la propagation d'une onde de choc dans différents systèmes de canaux afin de comprendre son comportement et de proposer des solutions pour en atténuer les dégâts. L'étude s'articule autour de deux grands axes. Le premier étudie de manière très académique la propagation d'une onde de choc au travers de cinq configurations différentes ; deux sans variation de section (un coude à 45° et un coude à 90°), et trois avec variation de section (un divergent, un élargissement brusque et une bifurcation en « Y »). L'influence de la singularité sur la pression réfléchie en fond de configuration est étudiée ainsi que les mécanismes physiques complexes qui se produisent derrière l'onde de choc le long de la singularité. Le deuxième axe étudie l'atténuation de la pression réfléchie par l'ajout de piège (cavités) le long du système étudié. Une étude paramétrique montre que la position ainsi que la taille et la forme du piège ont un impact sur l'atténuation de l'onde de choc.
Author: Laurent Biamino
Author: Laurent Biamino
Author: Jean Delery
Author: PASCAL.. ARDONCEAU
Author: Zbigniew Nosal (elektronik)
Author: Zbigniew Nosal
Author: Riccardo Messina
Author: JOELLE.. CHAMPNEY
Author: Lucile Lafon
Author: Antoine Marty
Author: Herbert H. Clark