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Etude d'un écoulement en précession. Transition vers la turbulence et application à l'effet dynamo.
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Mouhali, Waleed |
| Copyright Year | 2009 |
| Abstract | Cette these porte sur l'etude d'un ecoulement et de son eventuel interet dans la possibilite de realiser une dynamo fluide experimentale. A cet effet, des etudes analytiques, numeriques et experimentales ont ete realisees en geometrie cylindrique. Le choix de la symetrie cylindrique est lie, d'une part, a la possibilite de comparer directement les solutions analytiques, les modes de Kelvin (1880) avec les resultats experimentaux et, d'autre part, a la commodite du montage au niveau pratique. Des resultats de simulations numeriques realialisees par Pierre Lallemand a l'aide d'un code Boltzman sur reseau ont montre la possibilite d'engendrer, au moyen de la precession, un etat de rotation differentielle dans un fluide initialement en etat de rotation solide, etat d'equilibre naturel pour une colonne de fluide mise en rotation par des parois. Cette these porte essentiellement a la caracterisation de la rotation differentielle. Afin de quantifier cette rotation differentielle, un dispositif de mesures PIV a ete mis en place sur le cylindre en precession pilote par ordinateur et auquel on peut affecter une vitesse angulairende rotation et une vitesse angulaire de precession. Une fois, la technique de PIV optimisee, une etude preliminaire de validation de traitement des donnees permettant d'aboutir aux parametres pertinents du probleme a ete etabli. Elle repose sur l'experience de Weidman concernant le spin-up d'un cylindre rempli d'eau et dont le champ de vitesse est obtenu par LDV.Le traitement est ensuite adapte au probleme de la precession. En outre, la PIV a permis de mettre en evidence 2 regimes d'ecoulement bien distinct, pour un allongement different de celui de la resonance de cavite lie au forcage. C'est le taux de precession !, rapport des vitesses angulaires de precession et de rotation, parametre de controle du probleme qui permet de caracteriser le domaine d'existence d'un regime. • un regime domine par la propagation d'ondes inertielles avec un ecoulement moyen proche de la rotation solide • un regime pour lequel, la propagation demeure mais l'ecoulement moyen est lui domine par la presence de 3 ou 4 vortex en rotation differentielle les uns par rapport aux autres et jouissant d'un certain nombre de proprietes. Enfin, a une certaine valeur du parametre de controle, une transition brutale vers la turbulence affecte le systeme. La PIV, pour des raisons de limites de resolutions tant spatiale que temporelle ne permet pas une etude pertinente de ce regime. Pour y remedier, une technique d'interferometrie acoustique a ete mise en place dans une soufflerie placee au sein d'une enceinte cylindrique fermee creant un ecoulement a la “Von Karman” a l'aide d'une turbine rotative. Une procedure de traitement des donnees a ete etablies pour calculer des spectres d'enstrophie et mieux caracteriser a turbulence en rotation. L'objectif est d'adapter ce systeme de mesure au cas de l'ecoulement de la precession. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00490477/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
