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De Felice, Valerio Francesco. Le tourbillon à surface libre en tant qu'instabilité

De Felice, Valerio Francesco (2008). Le tourbillon à surface libre en tant qu'instabilité.

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Résumé en francais

La genèse spontanée de tourbillons à surface libre représente un phénomène hydrodynamique classique dont les causes, jusqu'à aujourd'hui, ne sont pas complètement claires. Les spécialistes ont longtemps supposé que le mouvement de rotation était dû à une graduelle concentration de la vorticité, provenant de l'écoulement amont, qui à travers un mécanisme de convention était accumulée sur l'axe du tourbillon en formation. Une seconde hypothèse suppose la formation d'un tourbillon du à une instabilité hydrodynamique; cette possibilité a été analysée dans un travail expérimental et dans quelques simulations numériques dans le cas d'un écoulement axisymétrique. Dans ce travail on montre qu'en présence de conditions aux limites non uniformes, lorsqu'on augmente le nombre de Reynolds, on observe une instabilité qui déclenche un mouvement de rotation nette dans le tourbillon. Dans la première partie du travail on développe une analyse de stabilité linéaire sur un écoulement alimenté de manière axisymétrique. On considère ensuite, en s'inspirant de la géométrie de l'expérience japonaise, un écoulement avec des conditions d'entrée non uniformes en direction azimutale dans le but de calculer la valeur propre (et la fonction propre associée) la moins stable du système et de calculer le nombre de Reynolds auquel, éventuellement, l'écoulement devient instable. Dans la seconde partie on décrit un travail expérimental conduit à l'IMFT qui a permis de confronter, pour la première fois, les résultats numériques et expérimentaux sur les géométries comparables. Les résultats expérimentaux concordent avec les résultats numériques pour confirmer la thèse que les tourbillons puissent être engendrés par un phénomène d'instabilité.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Charru, François
Luchini, Paolo
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés
Mots-clés libres :Mécanique des fluides - Tourbillons - Stabilité linéaire
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :15 Oct 2008 15:53