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Dissertations / Theses on the topic 'Équations de mélange'
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Nersesyan, Vahagn. "Contrôle et mélange pour des équations stochastiques de Ginzburg-Landau et Schrödinger." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112157.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objet l'étude des propriétés de contrôlabilité et de mélange pour des systèmes de Ginzburg-Landau et Schrödinger. Elle est divisée en trois parties. Dans la première partie, on étudie le problème d'ergodicité pour l'équation de Ginzburg-Landau complexe avec des perturbations aléatoires aux temps aléatoires. Le paramètre aléatoire est introduit par les perturbations et par les temps entre les perturbations. On montre que le processus de Markov associé à l'équation en question possède une unique mesure stationnaire et satisfait la propriété de mélange polynomial. La seconde partie porte sur le problème d'ergodicité des approximations fini-dimensionnelles de l'équation de Schrödinger. Le système est perturbé par un bruit multiplicatif scalaire. En utilisant la technique de couplage et un théorème sur les transformations des mesures, on montre que, sous des hypothèses naturelles sur le champs de vecteurs, le système en question admet une unique mesure stationnaire u sur la sphère unité S dans C^n, et que toutes les solutions convergent exponentiellement vers u en variation totale. Dans la troisième partie, on s'intéresse au problème de stabilisation pour l'équation de Schrödinger. On construit une loi u(z) qui force les trajectoires du système d'approcher faiblement dans H^2 de l'état propre. Ensuite on donne une application de notre résultat. On considère l'équationde Schrödinger avec un potentiel qui a une amplitude aléatoire dépendant du temps. On montre que si la distribution de l'amplitude est suffisamment non dégénérée, alors toute solution du système est presque sûrement non bornée dans les espaces de SobolevThis thesis aims to study the problems of controllability and mixing for systems of Ginzburg-Landau and Schrödinger. It is divided into three parts. We begin with the problem of ergodicity for the complex Ginzburg-Landau equation perturbed by an unbounded random kick-force. Randomness is introduced both through the kicks and through the times between the kicks. We show that the Markov process associated with the equation in question possesses a unique stationary distribution and satisfies aproperty of polynomial mixing. In the second part, we consider the finite-dimensional approximations of the Schrödinger equation. The system is driven by a multiplicative scalar noise. Using the coupling method and a measure transformation theorem, we show that, under some natural hypotheses on vector field, the system has a unique stationary measure u on the unit sphere S in C^n, and any solution converges exponentially fast to the measure u in the variational norm. The third part is devoted to the problem of stabilization of the Schrödinger equation. We construct a feedback law u(z),which forces the trajectories of system to approach the eigenstatein H^2-weak sense. Then we give an application of our result. We consider the Schrödinger equation with a potential which has a random time-dependent amplitude. We show that if the distribution of the amplitude is sufficiently non-degenerate, then any trajectory of system is almost surely non-bounded in Sobolev spaces
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Rahou, Abdelhafid. "Étude du mélange dans un réacteur en T par chimiluminescence." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL009N.
Full textAbstract:
Les phénomènes de transport jouent un rôle important dans la conception des réacteurs chimiques. Dans ce présent travail, une réaction chimique est mise en œuvre pour étudier l'efficacité d'un mélangeur en forme de T à 90. La réaction choisie est celle de la chimiluminescence du luminol, l'oxydation de celui-ci par l'oxygène singulet produit par action de l'hypochlorite de sodium sur le péroxyde d'hydrogène, donne naissance à une lumière bleue dont l'émission est centrée sur 425 nm. L'intensité de cette lumière émise est mesurée le long du réacteur par un système photonique classique commande par un moteur pas-à-pas. Les résultats expérimentaux sont comparés à un modèle numérique qui simule l'hydrodynamique de l'écoulement réactif. Ce modèle résout les équations de Navier-stokes pour un fluide isotherme incompressible en deux dimensions. Une fois connus les profils de vitesses horizontales et verticales dans le réacteur, un modèle en régime turbulent tenant compte de la cinétique de la réaction est testé. Notons à cet égard que les coéfficients de diffusion des réactifs sont mesurés expérimentalement en utilisant la théorie de Taylor (1953). A la collision des solutions, le phénomène de mélange est mal connu. Par confrontation des expériences au modèle, les lignes de concentrations ainsi que celles de courant sont tracées. Un accord satisfaisant entre le modèle et l'expérience est obtenu en comparant les signaux lumineux calculés avec ceux mesurées expérimentalement pour différentes conditions
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Roig, Véronique. "Zones de mélange d'écoulements diphasiques à bulles." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT092H.
Full textAbstract:
L'objectif de l'etude est d'ameliorer notre comprehension des mecanismes d'interactions interfaciales dans les milieux diphasiques en vue du perfectionnement des modeles a deux fluides (eulerien-eulerien). La premiere partie de ce travail est d'ailleurs consacree a l'analyse des modeles et des lois de fermeture proposees tant pour le transfert interfacial de quantite de mouvement que pour la turbulence de la phase continue, que pour la dispersion des inclusions en ecoulement disperse. Cette analyse permet de mettre en evidence notamment la contribution originale des modelisations recentes qui tentent de prendre en compte les effets de la pseudo turbulence. Les resultats de l'etude experimentale des zones de melange planes, eau-air a bulles, verticales et ascendantes, obtenus dans le cadre de ce travail, montrent que dans des ecoulements qui ont la particularite de presenter un rapport du glissement a la vitesse moyenne du liquide d'ordre 1, la pseudo turbulence generee par la presence des bulles est un phenomene de premiere importance. Cette pseudo turbulence qui se superpose a la turbulence produite par le cisaillement est entre autres sensible aux effets de masse ajoutee et est relativement peu dissipative. L'interpretation des resultats confirme la necessite de separer ces deux types de fluctuations de la vitesse du liquide en s'appuyant sur les resultats de simulations numeriques. Les premiers essais de simulation effectues avec le code de calcul melodif d'edf mettent en uvre un traitement separe de la turbulence generee par le cisaillement et de la pseudo turbulence qui obeit a une equation de transport qui lui est propre
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Sadaoui, Redouane. "Agitation et mélange dans une turbosphère." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT045G.
Full textAbstract:
Ce travail vise l'etude par voix numerique des structures des ecoulements en regime laminaire de fluides newtoniens et rheofluidifiants a viscosite elevee au cours d'un processus d'agitation mecanique dans une turbo sphere. Le code realise est base sur la resolution des equations de navier-stockes en coordonnees cylindriques. Son application a la simulation des ecoulements laminaires generes par un agitateur tripale, dans une cuve spherique, a montre l'influence des parametres hydrodynamiques, et geometriques sur le developpement des ecoulements dans la cuve. Les informations obtenues concernent le champs de vitesse, de dissipation visqueuse, et de puissance consommee. Nous avons egalement etudie mais par voix experimentale la faisabilite de la technique de reponse thermique pour la determination du temps de melange dans une cuve mecaniquement agitee. Avant de presenter les resultats de ces recherches dans le sixieme chapitre, nous avons d'abord fait une synthese des connaissances deja acquises sur les systemes d'agitation d'un fluide hautement visqueux et pulverulent dans le premier chapitre puis nous avons decrit dans le deuxieme chapitre le systeme etudie et sa conception. Le troisieme chapitre presente la partie experimentale de notre etude avec la methode et les dispositifs de mesures utilises. Ensuite, l'approche numerique est abordee avec d'abord les differentes methodes de resolution des equations de la mecanique des fluides dans le quatrieme chapitre et ensuite avec les etapes de mise au point d'un code de calcul applique a la turbo sphere dans le cinquieme chapitre.
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Boutin, Guillaume. "Mélange et micro-mélange dans un réacteur à multiples jets cisaillés." Phd thesis, Rouen, 2010. http://www.theses.fr/2010ROUES033.
Full textAbstract:
Ce travail vise la description fine du micro-mélange. Pour décrire cette quantité, les réactions chimiques se sont révélées être l’outil le plus ingénieux (Dimotakis, 2005). Pourtant, très peu d’études expérimentales y ont été consacrées. Dans cette étude, nous nous intéressons au cas d’un écoulement dont le motif de base est un jet cisaillé entouré de 4 jets à contre courant pour deux géométries distinctes : une à fort taux de confinement et une seconde pour laquelle le taux de confinement reste faible. Ces deux configurations sont étudiées en faisant varier le nombre de Reynolds des jets. La mesure de concentration est faite grâce à une méthode de Fluorescence Induite par Plan Laser, et la vitesse de l’écoulement est estimée par Vélocimétrie par Image de Particules. La difficulté principale est la mesure du micro-mélange, quantifiée expérimentalement par une méthode de mesure dite "Dual Tracer", qui compare le signal de fluorescence d’une molécule traçant les zones de fluides pur à celui du fluide dans sa globalité. L’objectif est d’utiliser cette base de données afin d’étudier l’influence du nombre de Reynolds et du taux de confinement sur la qualité du mélange et l’efficacité du micro-mélange en terme de statistiques. Il est montré que l’efficacité du micro-mélange augmente lorsque le nombre de Reynolds augmente, et lorsque le taux de confinement diminue.
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Boutin, Guillaume. "Mélange et micro-mélange dans un réacteur à multiples jets cisaillés." Phd thesis, Université de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582385.
Full textAbstract:
Ce travail vise la description fine du mélange et en particulier du micro-mélange. Afin de caractériser le micro-mélange, les réactions chimiques se sont révélées être l'outil le plus ingénieux (Dimotakis, 2005). Pourtant, à cause des difficultés expérimentales, très peu de telles études existent. Ainsi, nous caractérisons le micro-mélange dans un écoulement dont le motif de base est un jet cisaillé entouré de 4 jets à contre courant. Nous nous intéressons à deux géométries : une pour un fort taux de confinement et une seconde pour laquelle le taux de confinement reste faible. Le premier objectif de cette thèse est de fournir une base de données fiable, pour différentes géométries d'écoulement, nombre de Reynolds et variation du taux de confinement des jets. Dans une première étape, le mélange est étudié grâce à des mesures simultanées de vitesse et de concentration sur la molécule d'acétone. La mesure de concentration est faite grâce à une méthode de Fluorescence Induite par Plan Laser, et la vitesse est estimée par Vélocimétrie par Image de Particules. Une seconde étape se focalise sur le micro-mélange qui est quantifié expérimentalement par une méthode de mesure dite "Dual Tracer" qui compare le signal de fluorescence d'une molécule traçant les zones de fluides pur à celui du fluide dans sa globalité. Le second objectif est d'utiliser cette base de données afin d'étudier l'influence du nombre de Reynolds et du taux de confinement sur la qualité du mélange et l'efficacité du micro-mélange en terme de statistiques. Il est montré que l'efficacité du micro-mélange augmente lorsque le nombre de Reynolds augmente, et lorsque le taux de confinement diminue.
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Chibat, Mohammed El-Hadi. "Modélisation au second ordre des équations en moyenne non pondérée du mélange turbulent : application au jet libre isotherme de gaz non réactifs." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT120H.
Full textAbstract:
On etudie dans ce travail la modelisation au second ordre des jets turbulents a densite variable en moyenne non ponderee par la masse, et ce, en utilisant une nouvelle decomposition du systeme des equations ouvertes. Le systeme des equations fermees est ensuite cale de telle maniere que les conditions de realisabilite puissent etre satisfaites. Les modeles ainsi developpes ont ete appliques aux simulations numeriques d'un jet rond axisymetrique a densite variable par heterogeneite. Le bon accord observe dans les comparaisons entre les calculs et l'experience ouvre de nouvelles perspectives de cette demarche originale
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Chevalier, Odile. "Dynamique des transitions de phases dans les mélanges de fluides au voisinage des points critiques." Aix-Marseille 2, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX22112.
Full textAbstract:
Pres des points critiques thermodynamiques, l'epaisseur de l'interface separant les deux phases d'un melange prend des dimensions non moleculaires. La theorie de laplace est donc disqualifiee pour etudier ce probleme. Un modele non-lineaire associe a un comportement type landau-ginzburg issu de l'approximation du champ moyen en mecanique statistique prevoit l'existence d'ondes de densites pour un melange de fluides a deux constituants, a une temperature fixee, pres du point critique lie a cette temperature. Plus precisement, apres avoir decrit les equations des melanges, nous nous restreignons au cas monodimensionnel. Un developpement asymptotique de l'energie libre volumique au voisinage du point critique est proposee. Il caracterise le comportement thermodynamique du melange dans les equations du mouvement. Une analyse asymptotique de ces equations dans trois situations differentes (statique ou equilibre des phases, melange sans viscosite et sans diffusion et melange avec viscosite et diffusion) conduit a l'existence d'ondes solitaires et de type transitions de phase. Nous pouvons discuter des differentes transitions possibles en fonction des valeurs des densites dans les phases. Enfin, l'existence de transitions de phase dans un melange avec viscosite et sans diffusion est justifiee par une methode topologique.
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Français, Eric. "Étude du mélange dans un écoulement de Stokes en géométrie de Couette excentré." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1992_FRANCAIS_E.pdf.
Full textAbstract:
Les techniques de mélange en régime visqueux sont, encore aujourd'hui, très empiriques. Les phénomènes intervenants sont complexes. La théorie des systèmes dynamiques fournit une approche des transitions possibles entre régimes stables et régimes chaotiques promoteurs d'un mélange efficace. Il apparait que le nombre minimal de fréquences incommensurables entre elles susceptibles d'engendrer des situations chaotiques est de trois. Partant de ce constat, un protocole efficace de mélange au sein du système bicylindrique excentré est recherché. L’alternance des conditions de vitesses aux parois, génératrice d'une fréquence supplémentaire à l'écoulement bidimensionnel, conduit effectivement à des situations complexes ou le chaos prédomine. Une étude mathématique basée sur une cartographie des écoulements par une technique dite des sections de Poincaré fournit une comparaison utile entre théorie et expérience
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Reyhanian, Mashhadi Mehrnaz. "Simulation numérique par la méthode Monte Carlo (DSMC) et modélisation analytique d'un mélange gazeux dans un micro canal." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066396.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur des simulations numériques par la méthode DSMC (Direct Simulation Monte Carlo) de l'écoulement raréfié d'un mélange de deux gaz entrant, soit séparément, soit déjà mélangés, dans un micro canal. Dans le cas de deux gaz déjà mélangés, les paramètres permettant de retrouver les valeurs d'initialisation sont étudiés. En tenant compte de ces résultats pour l'étude de l'écoulement de deux gaz séparés et leur mélange, des facteurs influant sur la longueur de mélange sont analysés. On a tenté de diminuer cette longueur en étudiant les effets de quelques paramètres géométriques, comme ajouter deux bosses de manière symétrique dans le canal, ou des conditions aux limites d'initialisation, comme diminuer la vitesse d'entrée. Les résultats des simulations DSMC pour le gaz mélangé sont comparés avec des résultats théoriques connus dans deux cas : avec des bosses et sans bosses. On obtient un bon accord entre les résultats théoriques et ceux des simulations. Enfin, une étude analytique à partir des équations de Navier-Stokes avec les conditions aux limites du glissement à la paroi et les termes du couplage du modèle BGK pour le mélange, est faite pour modéliser un mélange binaire gazeux isotherme dans un micro canal. Le système asymptotique obtenu pour les pressions et les vitesses de chaque espèce dans le mélange, est analysé numériquement avec MATLAB. Pour finir, pour un problème identique, les résultats asymptotiques sont comparés avec ceux de la simulation DSMC pour les pressions
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Stoukov, Alexei. "Etude numérique de la couche de mélange réactive supersonique." Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES013.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail concerne l'analyse et la simulation numérique de la couche de mélange supersonique réactive instationnaire. Le premier chapitre présente le contexte général de l'étude et les problèmes spécifiques abordés. Le modèle physico-chimique comprenant les équations de Navier-Stokes et la cinétique chimique complexe est présenté dans la suite. Le troisième chapitre consiste en une étude comparative de différents schémas numériques de résolution des problèmes de type hyperbolique et présente une validation du code numérique développé autour du schéma TVD Upwind de Harten-Yee. Le traitement numérique des conditions aux limites et plus particulièrement des conditions de non-réflexion est présenté dans le chapitre suivant. Le reste de ce mémoire est consacré à l'interprétation de résultats de calculs de couches de mélange air-hydrogène (dans un premier temps inertes, puis réactives). Dans ce chapitre, une attention particulière a été portée sur l'étude phénoménologique du processus de mélange conditionné par les structures à grandes échelles. Par la suite les problèmes liés à l'interaction de ces structures avec onde de choc oblique sont abordés ; l'influence de ces structures sur le processus d'auto-allumage et sur la flamme qui en résulte est finalement analysée.
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Taguelmimt, Noureddine. "Etude numérique de l'écoulement de couche de mélange temporelle à viscosité variable." Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAM0020.
Full textAbstract:
Depuis les travaux pionniers de Brown et Roshko portant sur les effets des variations de masse volumique au sein de l’écoulement de couche de mélange, plusieurs autres études tant théoriques, expérimentales ou numériques se sont attelées à étudier finement cet écoulement. Les motivations sont d’ordre pratiques (industrie de la chimie, l’aérodynamique, la combustion . . .) ou alors purement théoriques (rôle des structures cohérentes, instabilités secondaires. . .). Ces études se sont intéressées, entre autres, aux effets de compressibilité et/ou de masse volumique variable. A notre connaissance, les effets des variations de viscosité dans la configuration de couche de mélange sont peu abordés dans la littérature. L’objectif de ces travaux de recherche est l’exploration théorique et numérique de l’écoulement de couche de mélange temporelle à viscosité variable, plus particulièrement durant sa phase initiale de développement. D’un point de vu numérique, les équations de Navier-Stokes sont résolues,en formulation faiblement compressible, au moyen du solveur CHOC-WAVES, basé sur le schéma WENO. L’approche DNS est justifiée par l’absence, dans la littérature, de modèles de sous-maille capables de prendre en compte les effets de la viscosité variable. Les équations de transport des différentes grandeurs moyennes et fluctuantes en un point et en chaque échelle (bilan d’énergie cinétique) sont réécrites en formulations incompressible et à viscosité variable. Des termes supplémentaires, engendrés par les variations spatio-temporelles de la viscosité, apparaissent dans ces équations. Celles-ci sont utilisées comme outil, afin d’explorer l’écoulement de couche de mélange et d’étudier le développement de la turbulence dans un milieu hétérogène. Les rapports de viscosité simulés sont Rv = [1−18]. Les résultats numériques montrent que l’épaisseur de la zone de mélange δθ évolue plus rapidement lorsque le rapport de viscosité Rv est élevé. De même, les gradients verticaux de la vitesse longitudinale sont amplifiés par les gradients de viscosité, un gain de près de 60%, par rapport aux valeurs initiales, est observé. La production de l’énergie cinétique turbulente est également amplifiée.L’évolution temporelle des fluctuations des vitesse est accélérée, celles-ci sont augmentées de près de 120% par rapport à l’écoulement à viscosité constante. Le régime autosimilaire du tenseur de Reynolds est atteint plus rapidement par l’écoulement à viscosité variable et l’isotropie des fluctuations de vitesse est amélioréeSince the pioneering work of Brown and Roshko on the effects of density variations within the mixed layer flow, several other theoretical, experimental and numerical studies harnessed to finely investigate this flow. The motivations are of practical order (chemical industry, aerodynamics, combustion. . .) or purely theoretical (the role of coherent structures,secondary instabilities). These studies have focused on, among others, the effects of compressibility and/or variable density. To our knowledge, the effects of viscosity variations in the mixing layer configuration are not discussed in the literature. The objective of this researchis the theoretical and numerical exploration of the variable viscosity temporal mixedlayer flow, especially during its initial phase of development. From a numerical viewpoint, the Navier-Stokes equations are solved in weakly compressible formulation, using the solver CHOC-WAVES, based on WENO scheme. The DNS approach is justified by the absence in the literature of subgrid models that account for the effects of variable viscosity. The transport equations of different mean and fluctuating quantities at a point and each scale (scale-by-scale energy budget) are rewritten in incompressible and variable-viscosity formulation. Additional terms, generated by the spatial and temporal variations of viscosity occur in these equations. These are used as a tool to explore the mixed layer flow and study the development of turbulence in a heterogeneous environment. The simulated viscosity ratios are Rv = [1 − 18]. The numerical results show that the mixing layer thickness δθ growsfaster when the viscosity ratio Rv is high. The vertical gradients of the longitudinal mean velocity are amplified by the viscosity gradients, a gain of almost 60 %, compared to initial values was observed. The production of turbulent kinetic energy is also amplified. The temporal evolution of the velocity fluctuations is accelerated, they are increased to nearly 120 % with respect to the constant viscosity flow. The self-similar regime of the Reynolds tensor is reached more quickly by the variable viscosity flow and the isotropy of the velocity fluctuations is improved
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Thevand, Nicolas. "Contribution à l'étude numérique des écoulements instationnaires et visqueux de mélanges gaz-particules dilués." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11047.
Full textAbstract:
Un schema numerique precis et fiable a ete developpe pour la simulation des ecoulements diphasiques compressibles instationnaires et visqueux. Une approche eulerienne a ete retenue pour la description des ecoulements. Le schema numerique utilise est un schema aux volumes finis d'ordre eleve de type muscl-hancock. Celui-ci a ete etendu aux ecoulements diphasiques et a la resolution des equations de navier-stokes. La construction du schema a ete validee pas a pas a partir de nombreux cas tests. Ce schema permet de resoudre des ecoulements en trois dimensions. Il a ete applique a l'etude des ecoulements diphasiques a phase dispersee dans une couche limite laminaire. L'importance du role jouer par la force de saffman est mis en avant, notamment dans le cadre d'ecoulement en tube a choc. Une nouvelle approche du probleme classique d'un ecoulement diphasique dans une couche limite laminaire se developpant sur une plaque plane, a ete proposee. La prise en compte de la force de portance permet d'obtenir une solution consistante, s'appuyant sur des bases physiques bien definies. En vue de developper ulterieurement le schema numerique dans le cadre de la simulation des ecoulements diphasiques turbulents, une premiere etude numerique a ete realisee sur le developpement des tourbillons de kelvin-helmotz dans une couche de melange diphasique.
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Talbot, Benoît. "Mélange et dynamique de la turbulence en écoulements libres à viscosité variable." Thesis, Rouen, INSA, 2009. http://www.theses.fr/2009ISAM0006/document.
Full textAbstract:
Ces travaux concernent l'étude expérimentale e analytique de la turbulence en phase de développement dans les fluides hétérogènes à densité et à viscosité variable. Ils font appel à des outils de diagnostics expérimentaux (anémométrie à fil chaud, technique de diffusion Rayleigh, Vélocimétrie Doppler Laser), et au formalisme des équations de Navier-Stockes à viscosité variable. L'innovation porte sur l'indépendance de la mesure de la vitesse. Après sa validation, la plate-forme expérimentale est exploitée pour l'étude comparative d'un jet de propane émergeant dans un milieu air-néon, à viscosité et densité variable, avec un jet d'air classique, à même quantité de mouvement injectée initialement. Ce travail se poursuit ensuite par un approfondissement des propriétés dans le champ proche, complétés par une approche analytique à partir des réécritures des équations de Navier-Stokes à viscosité variableThis work is devoted to the study of the undeveloped turbulence in heterogeneus gaseus mixtures, using experimental tools (Hot-wire Anemometry, Rayleigh Light Scattering, Laser Doppler Velocimetry) and analytical methods (variable-viscosity Navier Stokes equations). A new technique combining HWA and RLS is first adapted to reliabily measure the fluctuating velocity and concentration fields in variable-viscosity flows (herein, a propane-air mixture). A variable-viscosity round jet (propane emerging into an air-neon mixture) is characterized and compared with a turbulent air jet discharging into still air, at the same initial jet momentum. An analytical work is further performed with a particular focus on the jet axis, based on the Navier-Stokes equations including variable viscosity to support the experiments. It is shown that the kinetic energy dissipation rate is enhanced by several additional terms, particularly involving 'viscosity-velocity' correlations
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Brunet, Stéphane. "Etude numérique et expérimentale du mélange des jets de moteurs dans les tourbillons de sillage d'un avion de ligne." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11048.
Full textAbstract:
Cette etude est une contribution a la comprehension de la formation et de la persistance des trainees de condensation. Nous avons aborde ce travail a partir de la mise en uvre et du developpement d'un code numerique base sur la resolution directe des equations des navier-stokes compressibles tridimensionnelles. Nous avons egalement mene une experience en soufflerie sur le probleme du melange de jets chauffes dans un sillage d'aile. Une premiere validation de la methode numerique a ete menee a partir de resultats bibliographiques et de mesures en vol sur l'evolution du melange d'un traceur inerte contenu dans les jets de moteur. Afin de caracteriser, en premiere approximation, la condensation dans le sillage, nous avons calculer l'evolution du rapport de saturation locale en vapeur d'eau. Nous montrons egalement l'influence de l'instabilite de crow sur le melange des effluents dans la haute atmosphere. Enfin nous presentons une comparaison des resultats d'une simulation numerique avec les mesures experimentales obtenues dans cette etude. Les resultats numeriques ont permis egalement de caracteriser les mecanismes d'echange a petites echelles entre un jet turbulent et un ecoulement tourbillonnaire.
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Gilormini, Pascal. "Contribution à la modélisation de la permittivité diélectrique de matériaux composites absorbants aux ondes hyperfréquences : lois de mélange, lois de changement d'échelle et équations du milieu effectif généralisé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1995_GILORMINI_P.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à la modélisation, par les lois de mélange, de la permittivité diélectrique de matériaux composites absorbants aux ondes hyperfréquences. Ces matériaux sont constitués d'inclusions conductrices (noir de carbone ou polymères conducteurs) dispersées dans une matrice polymère isolante. Leurs propriétés électromagnétiques dépendent fortement de la fraction volumique et de la répartition géométrique des charges au sein des matériaux, et notamment du phénomène de percolation. Les modèles basés sur la représentation géométrique asymétrique, présentés au premier chapitre, ne peuvent pas rendre compte d'un seuil de percolation différent de 0 ou de 1. Les modèles de milieu effectif, décrits au deuxième chapitre, constituent un important progrès dans la modélisation des données expérimentales, grâce à la représentation géométrique symétrique. Ils sont cependant mal adaptés au voisinage du seuil de percolation, car la percolation présente une forte analogie avec une transition de phase du second ordre. Le troisième chapitre développe cette analogie, et montre que les propriétés des composites au voisinage du seuil de percolation doivent être décrites par les lois de changement d'échelle. Les techniques pour abaisser le seuil de percolation sont présentées dans le quatrième chapitre. Enfin, le cinquième chapitre est consacré aux modèles récents de milieu effectif généralisé (GEM). Ces modèles combinent les lois de milieu effectif et les lois de changement d'échelle, et fournissent la meilleure modélisation des données expérimentales envisagées dans ce mémoire
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Taguelmimt, Noureddine. "Etude numérique de l'écoulement de couche de mélange temporelle à viscosité variable." Thesis, Rouen, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAM0020/document.
Full textAbstract:
Depuis les travaux pionniers de Brown et Roshko portant sur les effets des variations de masse volumique au sein de l’écoulement de couche de mélange, plusieurs autres études tant théoriques, expérimentales ou numériques se sont attelées à étudier finement cet écoulement. Les motivations sont d’ordre pratiques (industrie de la chimie, l’aérodynamique, la combustion . . .) ou alors purement théoriques (rôle des structures cohérentes, instabilités secondaires. . .). Ces études se sont intéressées, entre autres, aux effets de compressibilité et/ou de masse volumique variable. A notre connaissance, les effets des variations de viscosité dans la configuration de couche de mélange sont peu abordés dans la littérature. L’objectif de ces travaux de recherche est l’exploration théorique et numérique de l’écoulement de couche de mélange temporelle à viscosité variable, plus particulièrement durant sa phase initiale de développement. D’un point de vu numérique, les équations de Navier-Stokes sont résolues,en formulation faiblement compressible, au moyen du solveur CHOC-WAVES, basé sur le schéma WENO. L’approche DNS est justifiée par l’absence, dans la littérature, de modèles de sous-maille capables de prendre en compte les effets de la viscosité variable. Les équations de transport des différentes grandeurs moyennes et fluctuantes en un point et en chaque échelle (bilan d’énergie cinétique) sont réécrites en formulations incompressible et à viscosité variable. Des termes supplémentaires, engendrés par les variations spatio-temporelles de la viscosité, apparaissent dans ces équations. Celles-ci sont utilisées comme outil, afin d’explorer l’écoulement de couche de mélange et d’étudier le développement de la turbulence dans un milieu hétérogène. Les rapports de viscosité simulés sont Rv = [1−18]. Les résultats numériques montrent que l’épaisseur de la zone de mélange δθ évolue plus rapidement lorsque le rapport de viscosité Rv est élevé. De même, les gradients verticaux de la vitesse longitudinale sont amplifiés par les gradients de viscosité, un gain de près de 60%, par rapport aux valeurs initiales, est observé. La production de l’énergie cinétique turbulente est également amplifiée.L’évolution temporelle des fluctuations des vitesse est accélérée, celles-ci sont augmentées de près de 120% par rapport à l’écoulement à viscosité constante. Le régime autosimilaire du tenseur de Reynolds est atteint plus rapidement par l’écoulement à viscosité variable et l’isotropie des fluctuations de vitesse est amélioréeSince the pioneering work of Brown and Roshko on the effects of density variations within the mixed layer flow, several other theoretical, experimental and numerical studies harnessed to finely investigate this flow. The motivations are of practical order (chemical industry, aerodynamics, combustion. . .) or purely theoretical (the role of coherent structures,secondary instabilities). These studies have focused on, among others, the effects of compressibility and/or variable density. To our knowledge, the effects of viscosity variations in the mixing layer configuration are not discussed in the literature. The objective of this researchis the theoretical and numerical exploration of the variable viscosity temporal mixedlayer flow, especially during its initial phase of development. From a numerical viewpoint, the Navier-Stokes equations are solved in weakly compressible formulation, using the solver CHOC-WAVES, based on WENO scheme. The DNS approach is justified by the absence in the literature of subgrid models that account for the effects of variable viscosity. The transport equations of different mean and fluctuating quantities at a point and each scale (scale-by-scale energy budget) are rewritten in incompressible and variable-viscosity formulation. Additional terms, generated by the spatial and temporal variations of viscosity occur in these equations. These are used as a tool to explore the mixed layer flow and study the development of turbulence in a heterogeneous environment. The simulated viscosity ratios are Rv = [1 − 18]. The numerical results show that the mixing layer thickness δθ growsfaster when the viscosity ratio Rv is high. The vertical gradients of the longitudinal mean velocity are amplified by the viscosity gradients, a gain of almost 60 %, compared to initial values was observed. The production of turbulent kinetic energy is also amplified. The temporal evolution of the velocity fluctuations is accelerated, they are increased to nearly 120 % with respect to the constant viscosity flow. The self-similar regime of the Reynolds tensor is reached more quickly by the variable viscosity flow and the isotropy of the velocity fluctuations is improved
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Pit, Fabienne. "Modélisation du mélange pour la simulation d'écoulements réactifs turbulents : essais de modèles eulériens lagrangiens." Rouen, 1993. http://www.theses.fr/1993ROUE5020.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation et la simulation d'écoulements réactifs turbulents à chimie non infiniment rapide par une fonction densité de probabilité conjointe. La résolution de l'équation d'évolution temporelle de la PDF conjointe analytiquement ou numériquement est très complexe. En fait, le problème est simplifié en intégrant cette équation dans l'espace des vitesses. On obtient ainsi une approche hybride probabiliste eulérienne lagrangienne. Une méthode de Monte-Carlo est utilisée ensuite, pour simuler cette équation. Dans cette équation, le phénomène de mélange a petite échelle doit être représenté par un modèle. La comparaison d'un nouveau modèle de mélange avec des modèles classiques d'échange avec la moyenne a été faite dans le cas d'une couche de mélange thermique et dans le cas d'une couche de mélange réactive. Les résultats des calculs sont encourageants. La possibilité de l'appliquer à des configurations industrielles complexes 2D axisymétrique (le bluff-body) et 3D (chambre de combustion dextre) est démontrée
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Vahe, Jonathan. "Une approche multifractale pour la modélisation du micro-mélange à grand nombre de Schmidt." Thesis, Rouen, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAM0023/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la simulation du mélange de scalaires passifs à grand nombre de Schmidt (faible diffusion), au moyen d’un modèle de sous-maille structurel pour la Simulation aux Grandes Echelles (LES pour Large Eddy Simulation) reposant sur le caractère multifractal des champs de gradient en turbulence. L’analyse multifractale des champs de dissipation scalaire permet, à l’aide d’une description statistique des singularités, de prendre en compte l’intermittence inhérente à ces champs. Des simulations numériques directes du mélange à différents nombres de Schmidt supérieurs à l’unité sont mises en oeuvre. Une analyse multifractale au moyen de différentes méthodes est menée afin d’obtenir les spectres de singularités de la dissipation scalaire. Une implantation du modèle de sous-maille multifractal pour la vitesse, proposé par Burton et al., est d’abord réalisée dans le code volumes finis YALES2.Une modification du modèle équivalent pour les scalaires, reposant sur une cascade multiplicative pour reconstruire la dissipation scalaire de sous-maille, est proposée afin de prendre en compte le micro-mélange à grand nombre de Schmidt. Ce modèle de sous-maille est alors évalué au moyen de tests a prioriThis thesis is focused on the simulation of turbulent mixing of passive scalars at high Schmidt numbers (low diffusivity). The modeling work is based on a structural subgrid-scale model for Large Eddy Simulation relying on the multifractal nature of gradient fields in turbulence.The multifractal formalism provides a mean to handle the characteristic intermittency of scalar dissipation fields through a statistical description of their singularities. Direct Numerical Simulations of mixing at several Schmidt numbers above unity are run with a dedicated code. Different methods are used to perform a multifractal analysis of scalar dissipation. The multifractal subgrid-scale model of Burton et al. for velocity is implemented in the Finite Volume code YALES2. A modification of the equivalent multifractal model for scalars is proposed to take into account micro-mixing at high Schmidt numbers. The model shows satisfactory results when tested a priori against direct simulations
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Odasso, Cyril. "Méthodes de couplage pour des équations stochastiques de type Navier-Stokes et Schrödinger." Phd thesis, Université Rennes 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011214.
Full textAbstract:
Nous nous intéresserons d'abord aux équations stochastiques de Navier-Stokes bidimensionnelles (NS), de Ginzburg-Landau Complexes (CGL) et de Schrödinger non-linéaires (NLS) munies d'un bruit blanc en temps et régulier pour la variable spatiale. En nous appuyant sur des méthodes de couplages, nous établirons le caractère exponentiellement (resp polynomialement) mélangeant de NS et CGL (resp NLS) lorseque le bruit recouvre un nombre suffisant de bas modes. Deux des innovations majeures de ces résultats sont le fait que l'on s'autorise à traiter des équations non-dissipatives telles que NLS et que l'on considère des bruits non additifs.Dans un deuxième temps, nous considérerons les équations de Navier-Stokes stochastiques tridimensionnelles (NS3D). Nous établirons la régularité Hp et Gevrey des solutions stationnaires de NS3D et nous en déduirons des informations sur l'échelle de dissipation de Kolmogorov (K41). Puis, nous établirons le caractère exponentiellement mélangeant des solutions de NS3D lorsque le bruit est à la fois suffisament régulier et non-dégénéré.
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Albrecht, Antoine. "Étude numérique des transferts dynamiques et thermiques au sein d'un mélange turbulent gaz-goutte-particule : application à la zone d'injection de charge d'un réacteur à lit fluidisé de FCC." Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT026H.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension et la modélisation Eulerienne de l'écoulement turbulent triphasique gaz-goutte-particule qui siège dans la zone d'injection de charge d'un réacteur à lit fluidisé de FCC. Deux types de calcul numérique sont réalisés : une méthode Euler-Euler moyennées (résolution des équations Euleriennes moyennées) et une méthode Euler-Lagrange directe (suivi Lagrangien des inclusions et résolution directe de la phase porteuse). L'approche Euler-Euler retenue met en œuvre une adaptation à l'écoulement triphasique considéré des équations moyennées du modèle à deux fluides avec transfert de masse et de chaleur. Appliquée à la simulation [], elle a permis une étude qualitative de l'écoulement dans le riser et une caractérisation plus fine des mécanismes de transfert gaz-goutte-particule []Une étude des couplages dans cette zone et une validation de l'adaptation du modèle à deux fluides utilisée ont ensuite été entreprises par expérimentation numérique. Ce type de simulation utilise une approche Euler-Lagrange [] et effectue un suivi [] avec une approximation du type "point-force" pour les transferts gaz-inclusions. Basée sur une série de simulations diphasiques gaz-goutte, une étude de sensibilité à différents facteurs tels que le couplage inverse dynamique, le glissement moyen ou la variance initiale de température du gaz, a préalablement été menée afin d'en permettre une meilleure compréhension. Des calculs d'une configuration locale gaz-goutte-particule définie à partir de la simulation moyenne ont ensuite été réalisés. Ils ont permis une caractérisation plus précise de l'écoulement local et la validation a priori d'hypothèses adoptées pour la simulation moyennée telles que l'équilibre dynamique local gaz-goutte ou le caractère négligeable des tranferts thermiques par collision particule-goutte. [] Une analyse plus poussée a été entreprise pour l'équation de variance de température des inclusions dont le modèle de fermeture standard devient inefficace en présence d'un glissement moyen inter-phase important ou d'une variance de température du gaz insuffisante. Une première correction de ce modèle a été proposée et testée a priori et a posteriori.
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Plée, Vincent. "Prédiction du comportement de phases et des enthalpies de mélange de gaz naturels atypiques contenant de l'argon, du monoxyde de carbone et de l'hélium." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0186/document.
Full textAbstract:
Le développement du modèle prédictif E-PPR78, basé sur une méthode de contribution de groupe, a été entrepris depuis plus de dix ans pour prédire le comportement de systèmes multiconstituants. Ce modèle repose sur l'équation d'état de Peng-Robinson dans sa version de 1978 et les règles de mélanges de Van der Waals. Il utilise un seul paramètre d'interaction binaire, kij, qui dépend de la température. Afin de permettre au modèle E-PPR78 de prédire le comportement du gaz naturel, trois nouveaux groupes sont ajoutés : le monoxyde de carbone, l'hélium et l'argon. Pour cela, il a été nécessaire de former une base de données expérimentales la plus large possible contenant les mesures d'équilibres de phase et d'enthalpies de mélange pour les systèmes binaires constitués par ces trois groupes ainsi que ceux définis dans les études précédentes et présents dans le gaz naturel. Après une description de la classification des diagrammes de phase de Van Konynenburg et Scott, le modèle E-PPR78 est présenté. La troisième partie est consacrée à l'ajout des trois nouveaux groupes au sein du modèle. Les résultats sont obtenus avec une précision satisfaisante. Il apparaît clairement que le modèle E PPR78 est capable de prédire le comportement du gaz naturel dans des conditions de températures et de pressions particulièrement largesThe development of the predictive E-PPR78 model, based on a contribution group method, has been undertaken since ten years to predict accurately the behaviour of multi-component systems. This model lies on the Peng-Robinson equation of state with classical Van der Waals mixing rules. It uses a unique binary interaction parameter, kij, which is temperature dependant. To enable the E-PPR78 model to predict the behavior of natural gases, three new groups are added: carbon monoxide, helium and argon. It was necessary to build an experimental database, as exhaustive as possible, containing phase equilibrium and enthalpies of mixing data for binary systems formed by these groups and those defined in previous studies and present in natural gases. After a description of the classification scheme of Van Konynenburg and Scott, the E-PPR78 model is described. The third part is about the addition of the three new groups to the model. It clearly appears that the E-PPR78 model is able to predict the fluid-phase behavior of natural gases over wide ranges of temperatures and pressures
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Inchekel, Radia. "Développement d'une équation d'état applicable aux systèmes d'électrolytes eau-alcool-sels-hydrocarbures." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004399.
Full textAbstract:
Les électrolytes changent considérablement les solubilités mutuelles des mélanges eau-hydrocarbures et la représentation des propriétés thermodynamiques devient alors plus délicate. Les modèles d'équilibre de phases qui sont capables de décrire de tels mélanges sont habituellement de type hétérogène. La thèse proposée ici utilise des méthodes issues de la thermodynamique statistique pour développer une équation d'état, permettant de tenir compte des différentes interactions existantes (non-électrolyte, électrolyte). Nous avons utilisé une équation de type CPA (Cubic Plus Association) que nous avons combinée avec des termes spécifiques aux ions: MSA (Mean Spherical Approximation), le terme de Born et le terme de solvatation de Planche et Renon (SR2). La première partie de ce travail a été réalisée pour tester la capacité du modèle (CPA-E) à représenter les propriétés thermodynamiques (densité, coefficient d'activité et coefficient osmotique) de solutions électrolytiques simples tels que des solutions aqueuses de NaCI et de CaClz. Il a été ensuite, étendu en température, ainsi qu'à d'autres sels. Après cela, nous avons étudié les mélanges ternaires (eau-hydrocarbure-sel, eau-hydrocarbure-méthanol, eau-méthanol-sel), l'objectif étant de pouvoir traiter un système complet: eau-hydrocarbure-méthanol-sels.
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Spagnoli, Bruno. "Etude numérique de sensibilité et contrôle optimal du bruit aéroacoustique généré par une couche de mélange compressible bidimensionnelle." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30254.
Full textAbstract:
Une couche de mélange compressible bidimensionnelle est simulée numériquement par Simulation Numerique Directe (DNS) des équations de Navier-Stokes, afin d'en extraire le rayonnement aéroacoustique. Cet écoulement constitue un modèle simplifié de jet, dont on cherche à réduire le bruit émis par application de la théorie du contrôle optimal. Après validation de ce modèle, les équations adjointes des équations de Navier-Stokes sont numériquement résolues afin d'étudier dans un premier temps la sensibilité du rayonnement acoustique de la couche de mélange à différents forçages. Cette étude nous indique que le bruit émis est particulièrement sensible à un forçage à basse fréquence appliqué au niveau de la naissance de la couche. En outre, la sensibilité relative est maximale pour un forçage «massique», sur l'équation de continuité. A partir de ces résultats, nous mettons en place une stratégie de contrôle optimal basée sur la minimisation d'une fonctionnelle-objectif formulée pour réduire le bruit sur une zone cible prédéterminée. Le gradient de cette fonctionnelle en fonction du forçage est fourni par la connaissance de l'état adjoint. L'espace des forçages à explorer est choisi à partir des résultats de l'étude de sensibilité. Un algorithme de gradient conjugué est appliqué pour chercher le forçage optimal qui minimise la fonctionnelle. Les résultats nous donnent une diminution de celle-ci de l'ordre de 10% pour une zone cible large, et de 75% pour une zone cible réduite. Ces résultats sont comparés avec une étude semblable récente, et des interprétations et perspectives sont développéesThe aeroacoustic radiation of a two-dimensional compressible mixing layer is computed using Direct Numerical Simulation (DNS) of the Navier-Stokes equations. This flow constitutes a simplified model for a jet. The goal is to reduce the radiated noise using optimal control theory. Following the validation of the DNS model, the adjoint of the compressible Navier-Stokes equations are numerically solved in order to study the sensitivity of the noise to several forcings. This study shows that the flow noise is particularly sensitive to a low-frequency forcing applied near the origin of the mixing layer. In addition, the relative sensitivity is maximum for a ``mass'' forcing, on the continuity equation. From these results, we set an optimal control strategy aimed at minimizing an objective functional formulated to reduce the noise over a pre-determined target. The gradient of this functional with respect to the forcing is given by the adjoint state. The forcing space to explore is chosen using the results of the sensitivity study. A conjugate gradient algorithm is used to search for the functional minimum. Our results give a 10 % reduction of the functional for a large target, and a 75 % reduction for a small target. These results are compared to a recent similar study, and some interpretations and perspectives are given
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Hammouch, Zohra. "Développement d'une méthode numérique pour les équations de Navier-Stokes en approximation anélastique : application aux instabilités de Rayleigh-Taylor." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00714149.
Full textAbstract:
L'approximation dite " anélastique " permet de filtrer les ondes acoustiques grâce à un développement asymptotique deséquations de Navier-Stokes, réduisant ainsi le pas en temps moyen, lors de la simulation numérique du développement d'instabilités hydrodynamiques. Ainsi, les équations anélastiques sont établies pour un mélange de deux fluides pour l'instabilité de Rayleigh-Taylor. La stabilité linéaire de l'écoulement est étudiée pour la première fois pour des fluides parfaits, par la méthode des modes normaux, dans le cadre de l'approximation anélastique. Le problème de Stokes issu des équations de Navier-Stokes sans les termes non linéaires (une partie de la poussée d'Archiméde est prise en compte) est défini ; l'éllipticité est démontrée, l'étude des modes propres et l'invariance liée à la pression sont détaillés. La méthode d'Uzawa est étendue à l'anélastique en mettant en évidence le découplage des vitesses en 3D, le cas particulier k = 0 et les modes parasites de pression. Le passage au multidomaine a permis d'établir les conditions de raccord (raccord Co de la pression sans condition aux limites physiques). Les algorithmes et l'implantation dans le code AMENOPHIS sont validés par les comparaisons de l'opérateur d'Uzawa développé en Fortran et à l'aide de Mathematica. De plus des résultats numériques ont été comparés à une expérience avec des fluides incompressibles. Finalement, une étude des solutions numériques obtenues avec les options anélastique et compressible a été menée. L'étude de l'influence de la stratification initiale des deux fluides sur le développement de l'instabilité de Rayleigh-Taylor est amorcée.
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Touibi, Rim. "Sur le comportement qualitatif des solutions de certaines équations aux dérivées partielles stochastiques de type parabolique." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0263/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l’étude des équations aux dérivées partielles stochastiques de type parabolique. Dans la première partie nous démontrons de nouveaux résultats concernant l’existence et l’unicité de solutions variationnelles globales et locales à des problèmes avec des conditions aux bords de type Neumann pour une classe d’équations aux dérivées partielles stochastiques non-autonomes. Les équations que nous considérons sont définies sur des domaines non bornés de l’espace euclidien qui satisfont à certaines conditions géométriques, et sont dirigées par un bruit multiplicatif dérivé d’un processus de Wiener fractionnaire infini-dimensionnel caractérisé par une suite de paramètres de Hurst H = (Hi) i ∈ N+ ⊂ (1/2,1). Ces paramètres sont en fait soumis à d’autres contraintes intimement liées à la nature de la non-linéarité dans le terme stochastique des équations, et au choix des espaces fonctionnels dans lesquels le problème à résoudre est bien posé. Notre méthode de preuve repose essentiellement sur des arguments d’injections compactes. Dans la seconde partie, nous étudions la possibilité de l’explosion de solutions d’une classe d’équations aux dérivées partielles stochastiques semi-linéaire avec des conditions aux bords de type Dirichlet, perturbées par un mélange d’un mouvement brownien et d’un mouvement brownien fractionnaire et dirigées par une classe d’opérateurs différentiels non autonomes contenant des processus de diffusions et des processus de Lévy. Notre but est de comprendre l’influence de la partie stochastique et de l’opérateur différentiel sur le comportement d’explosion des solutions. En particulier, nous donnons des expressions explicites pour des bornes inférieures et supérieures du temps de l’explosion de la solution, et des conditions suffisantes pour l’existence d’une solution globale positive. Nous estimons également la probabilité d’une explosion en temps fini et la loi d’une borne supérieur du temps d’explosion de la solutionThis thesis is concerned with stochastic partial differential equations of parabolic type. In the first part we prove new results regarding the existence and the uniqueness of global and local variational solutions to a Neumann initial-boundary value problem for a class of non-autonomous stochastic parabolic partial differential equations. The equations we consider are defined on unbounded open domains in Euclidean space satisfying certain geometric conditions, and are driven by a multiplicative noise derived from an infinite-dimensional fractional Wiener process characterized by a sequence of Hurst parameters H = (Hi) i ∈ N+ ⊂ (1/2,1). These parameters are in fact subject to further constraints that are intimately tied up with the nature of the nonlinearity in the stochastic term of the equations, and with the choice of the functional spaces in which the problem at hand is well-posed. Our method of proof rests on compactness arguments in an essential way. The second part is devoted to the study of the blowup behavior of solutions to semilinear stochastic partial differential equations with Dirichlet boundary conditions driven by a class of differential operators including (not necessarily symmetric) Lévy processes and diffusion processes, and perturbed by a mixture of Brownian and fractional Brownian motions. Our aim is to understand the influence of the stochastic part and that of the differential operator on the blowup behavior of the solutions. In particular we derive explicit expressions for an upper and a lower bound of the blowup time of the solution and provide a sufficient condition for the existence of global positive solutions. Furthermore, we give estimates of the probability of finite time blowup and for the tail probabilities of an upper bound for the blowup time of the solutions
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Tchénio, Paul. "Transitoires cohérents en lumière incohérente : effets de champ fort." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112006.
Full textAbstract:
Ce travail présente une analyse théorique et expérimentale du processus de mélange à quatre ondes produit par des impulsions intenses à large bande spectrale. La première partie est consacrée aux effets de saturation produit par une seule impulsion de lumière incohérente. L’inhibition du déphasage inhomogène par le champ aléatoire, lorsqu'il est suffisamment intense, est le principal résultat de cette étude. La seconde partie décrit l'excitation du système atomique par deux impulsions corrélées (obtenues par dédoublement, puis retard différentiel à partir d'une impulsion de lumière incohérente initiale). Nous avons développé une méthode diagrammatique permettant de calculer le signal produit lorsqu'une des impulsions est forte et l'autre faible. Le résultat paradoxal de cette étude est qu'en champ intense des impulsions issues de sources indépendantes produisent le même signal que des impulsions corrélées dès que le retard différentiel est supérieur au temps de cohérence des impulsions.
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Le, Guennec Yohann. "Développement d’équations d’état cubiques adaptées à la représentation de mélanges contenant des molécules polaires (eau, alcools, amines …) et des hydrocarbures." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0245/document.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail de thèse est de développer un modèle thermodynamique de type équation d’état cubique, permettant de prédire avec un maximum de précision les propriétés thermodynamiques des corps purs (des comportements de phases aux propriétés énergétiques - enthalpie, capacité calorifique - en incluant les propriétés volumiques) et des mélanges (équilibres de phases dans les régions sub- et supercritiques, points critiques, propriétés énergétiques, densités …), y compris les plus complexes. Concernant les corps purs tout d’abord : en nous appuyant sur la connaissance acquise par les études publiées pendant près d’un siècle et demi sur les équations d’état cubiques, nous avons identifié deux leviers pour accroître la précision de ces modèles. Le premier concerne la sélection d’une fonction α optimale (cette fonction est une quantité clef apparaissant dans le terme attractif du modèle) dont le bon paramétrage permet de représenter précisément les propriétés à saturation des corps purs, telles que la pression de saturation, l’enthalpie de vaporisation et la capacité calorifique du liquide à saturation. Afin que la fonction α puisse être extrapolée au domaine des hautes températures, nous avons défini les contraintes mathématiques que celle-ci doit respecter. Le second levier est le paramètre de translation volumique, paramètre clef pour la bonne représentation des densités liquides. Ces réflexions et les études associées sont à la base du développement des modèles tc-RK et tc-PR, utilisant une fonction α extrapolable à haute température ainsi qu’un paramètre de translation volumique, garantissant une précision jusqu’alors inégalée des propriétés sub- et supercritiques des corps purs prédites par des équations d’état cubiques. Afin d’étendre les modèles tc-RK et tc-PR aux mélanges, il a été nécessaire de développer des règles de mélange appropriées pour deux paramètres de l’équation d’état des mélanges : le covolume et le paramètre attractif. Des règles de mélanges récemment proposées qui combinent équation d’état et modèle de coefficient d’activité ont été adoptées. Les valeurs optimales des paramètres universels de ces règles de mélange ont été identifiées dans le cadre de cette thèse. Une règle de mélange linéaire pour le paramètre de translation volumique du mélange a été sélectionnée ; il a été prouvé que cette règle de mélange garantit l’invariance des propriétés d’équilibre de phases et des propriétés énergétiques entre les modèles translatés et non translatés. Afin de définir le modèle de coefficient d’activité optimal à intégrer dans la nouvelle règle de mélange, une base de données de 200 systèmes binaires a été développée. Ces systèmes binaires ont été sélectionnés afin d’être représentatifs des différents types d’interactions qui peuvent exister dans les mélanges non électrolytiques. La base de données accorde une place significative aux systèmes dits associés, qui sont certainement parmi les plus difficiles à modéliser par une équation d’état. In fine, cette thèse pose toutes les bases du développement d’une équation d’état cubique des mélanges. Le choix du modèle de coefficient d’activité optimal, la détermination des paramètres d’interactions binaires des 200 systèmes de la base de données et leur prédiction constituent des suites possibles de ce travailThe main objective of this thesis work is to develop a cubic equation of state thermodynamic model able to accurately predict the thermodynamic properties of pure compounds (from phase equilibrium data to energetic properties – enthalpy, heat capacity – and volume properties) and mixtures (phase equilibria in sub- and supercritical regions, critical points, energetic properties, densities…), including the most complex ones. Starting with pure compounds: relying on the knowledge collected all through the years from Van der Waals seminal work about cubic equations of state, we identified two levers to increase cubic-model accuracy. First is the selection of the optimal α function (this function is a key quantity involved in the model attractive term) the proper parameterization of which entails an accurate representation of pure-compound saturation properties such as saturation pressure, enthalpy of vaporization, saturated-liquid heat capacity. In order to safely extrapolate an α functions to the high temperature domain, we defined the mathematical constraints that it should satisfy. The second lever is the volume translation parameter, a key parameter for an accurate description of liquid densities. These studies led to the development of the tc-PR and tc-RK models, using an α function that correctly extrapolates to the high temperature domain so as a volume translation parameter, ensuring the most accurate estimations of pure-compound sub- and supercritical property from a cubic equation of state. In order to extend the tc-PR and tc-RK models to mixtures, it was necessary to develop adequate mixing rules for both equation of state parameters: the covolume and the attractive parameter. Recently proposed mixing rules combining an equation of state and an activity coefficient model have been retained. Optimal values of the mixing rules universal parameters have been identified in the framework of this thesis. A linear mixing rule for the volume translation parameter has been selected; it has been proven that this mixing rule does not change the phase equilibrium and energetic properties when switching from a translated to an untranslated model. In order to define the optimal activity coefficient model to include in the new mixing rule, a 200 binary-system database has been developed. These binary systems have been selected to be representative of the different kinds of interactions that can exist in non-electrolytic mixtures. The database includes in particular systems containing associating compounds, which are certainly among the most difficult ones to model with an equation of state. In fine, this thesis sets all the bases for the development of a cubic equation of state for mixtures. The selection of the optimal activity-coefficient model, the estimation of binary interaction parameters for the 200 binary systems from the database and their prediction are possible continuations of this work
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Hervo, Loïc. "Simulation numérique de l’écoulement d’un mélange air et phase dispersée pour l’allumage d’une chambre de combustion aéronautique via un formalisme Euler Lagrange." Thesis, Toulouse, ISAE, 2017. http://www.theses.fr/2017ESAE0043/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement et à la validation d'outils numériques permettant la Simulation aux Grandes Echelles (SGE) de l'allumage d'un écoulement turbulent diphasique dans une chambre de combustion. Pour ce faire, une méthode de dépôt d'énergie modélisant l'apport d'énergie lié au claquage de la bougie d'allumage a été implémentée dans la chaîne de calcul CEDRE. Cette méthode a été validée sur une simulation de l'allumage d'un écoulement laminaire purement gazeux d'air et de propane. Une SGE de l'écoulement d'air du MERCATO a été effectué à l'aide du solveur Navier-Stokes CHARME de CEDRE. Cette simulation reproduit fidèlement l'écoulement turbulent non-réactif dans la chambre de combustion. Une méthode d'injection simplifiée FIMUR a été ajoutée au solveur lagrangien SPARTE de CEDRE. Dans cette méthode, des gouttes sont injectées directement au nez de l'injecteur avec une distribution de vitesse et de taille imposée. Une SGE de l'écoulement turbulent diphasique dispersé non-réactif dans la chambre MERCATO a ensuite été réalisée avec cette méthode. La comparaison des champs particulaires moyens de vitesse et de taille obtenus par simulation numérique avec les données expérimentales est satisfaisante. Enfin, des SGE de l'allumage de la chambre MERCATO ont été effectuées à partir du champ diphasique non-réactif simulé et de la méthode de dépôt d'énergie développée. Selon l'instant du dépôt d'énergie, les simulations conduisent à des allumages réussis ou ratés. La propagation de la flamme dans la chambre pour un allumage réussi a fait l'objet d'une analyse détaillée pour tenter de déterminer les principaux facteurs l'influençantThe goal of this thesis is to contribute to the development and validation of numerical tools for the Large Eddy Simulation (LES) of the ignition of a turbulent multiphase flow in a combustion chamber. An energy deposition method that models the energy supplied by the spark plug to the flow was implemented in the CEDRE code. This method was validated on a simulation of the ignition of a purely gaseous laminar propane-air flow. Then, a LES of the non-reacting gas flow in the monosector combustor MERCATO was performed with the Navier-Stokes solver CHARME of the CEDRE code. The comparison between simulations and experiments demonstrates that the main flow field features are well reproduced. In order to simulate the non-reacting dispersed two-phase flow of the same configuration, a simplified injection method called FIMUR was implemented in the Lagrangian solver SPARTE of the CEDRE code. In this method, droplets are injected directly at the tip of the injector with velocities deduced from experimental correlations while the size distribution is directly obtained from experimental data. The comparison of the mean droplet velocity and diameter fields in the vicinity of the injector between simulations and experiments appears satisfactory. Finally, LES's of the ignition of the MERCATO were performed using the non-reacting two-phase flow simulations and the aformentioned energy deposition method. Depending on the instant of energy deposition, the simulations lead to successful or failed ignitions. The flame propagation in a successful ignition was analysed in order to attempt to determine the physical phenomena at play and to better understand them
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Gamet, Lionel. "Simulations numériques d'écoulements compressibles : application à l'aéroacoustique des jets." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0014.
Full textAbstract:
Les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles appliquées à des géométries cartésiennes et cylindriques, sont résolues numériquement à l'aide d'un code de calcul en volumes finis basé sur un schéma intérieur de macCormack du second ordre en temps et du quatrième ordre en espace. Des conditions aux limites non-réfléchissantes du type Thompson ou Giles sont appliquées aux frontières libres des domaines de calcul. La modélisation des échelles sous-mailles est effectuée à l'aide d'un modèle à fonction de structure. Le code de calcul ainsi défini est testé dans un premier temps sur divers types d'écoulements, comme des cas de décroissance de turbulence homogène isotrope, des zones de mélange spatiale (2D) et temporelles (3D), des jets ronds temporels (3D). Des comparaisons sont faites avec d'autres simulations, des études théoriques et des données expériementales. Une méthode intégralle de Kirchhoff, basée sur une simple intégrale sur une surface englobant les sources sonores du milieu fluide (lesquelles sont déterminées par une simulation directe ou des grandes échelles en champ proche) a été ensuite implémentée pour estimer le champ lointain de pression acoustqiue. La méthode est appliquée au calcul de bruits de jets, et les résultats sont comparés à des études expérimentales et à d'autres simulations.
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Hammouch, Zohra. "Développement d’une méthode numérique pour les équations de Navier-Stokes en approximation anélastique : application aux instabilités de Rayleigh-Taylor." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112086/document.
Full textAbstract:
L’approximation dite « anélastique » permet de filtrer les ondes acoustiques grâce à un développement asymptotique deséquations de Navier-Stokes, réduisant ainsi le pas en temps moyen, lors de la simulation numérique du développement d’instabilités hydrodynamiques. Ainsi, les équations anélastiques sont établies pour un mélange de deux fluides pour l’instabilité de Rayleigh-Taylor. La stabilité linéaire de l’écoulement est étudiée pour la première fois pour des fluides parfaits, par la méthode des modes normaux, dans le cadre de l’approximation anélastique. Le problème de Stokes issu des équations de Navier-Stokes sans les termes non linéaires (une partie de la poussée d’Archiméde est prise en compte) est défini ; l’éllipticité est démontrée, l’étude des modes propres et l’invariance liée à la pression sont détaillés. La méthode d’Uzawa est étendue à l’anélastique en mettant en évidence le découplage des vitesses en 3D, le cas particulier k = 0 et les modes parasites de pression. Le passage au multidomaine a permis d’établir les conditions de raccord (raccord Co de la pression sans condition aux limites physiques). Les algorithmes et l’implantation dans le code AMENOPHIS sont validés par les comparaisons de l’opérateur d’Uzawa développé en Fortran et à l’aide de Mathematica. De plus des résultats numériques ont été comparés à une expérience avec des fluides incompressibles. Finalement, une étude des solutions numériques obtenues avec les options anélastique et compressible a été menée. L’étude de l’influence de la stratification initiale des deux fluides sur le développement de l’instabilité de Rayleigh-Taylor est amorcéeThe « anelastic » approximation allows us to filter the acoustic waves thanks to an asymptotic development of the Navier-Stokes equations, so increasing the averaged time step, during the numerical simulation of hydrodynamic instabilitiesdevelopment. So, the anelastic equations for a two fluid mixture in case of Rayleigh-Taylor instability are established.The linear stability of Rayleigh-Taylor flow is studied, for the first time, for perfect fluids in the anelastic approximation.We define the Stokes problem resulting from Navier-Stokes equations without the non linear terms (a part of the buoyancyis considered) ; the ellipticity is demonstrated, the eigenmodes and the invariance related to the pressure are detailed.The Uzawa’s method is extended to the anelastic approximation and shows the decoupling speeds in 3D, the particular casek = 0 and the spurius modes of pressure. Passing to multidomain allowed to establish the transmission conditions.The algorithms and the implementation in the existing program are validated by comparing the Uzawa’s operator inFortran and Mathematica langages, to an experiment with incompressible fluids and results from anelastic and compressiblenumerical simulations. The study of the influence of the initial stratification of both fluids on the development of the Rayleigh-Taylor instability is initiated
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Molodtsof, Yuri. "Équations générales probabilistes des écoulements polyphasiques et applications aux mélanges gaz-solides." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPDE43.
Full text
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Chupin, Laurent. "Contribution à l'étude des mélanges de fluides visco-élastiques." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12759.
Full textAbstract:
Au cours de la première partie, on s'intéresse la mise en place d'un modèle pour l'étude des écoulements diphasiques visco-élastiques. Au delà des équations de Navier-Stokes gérant les propriétés hydrodynamiques d'un fluide, on exprime d'une part le caractère diphasique du milieu en faisant intervenir un paramètre d'ordre (fraction volumique d'une phase dans le mélange) et en prenant en compte les théories de Cahn et Hilliard sur les interactions thermodynamiques entre les deux phases, d'autre part l'effet visco-élastique grâce une loi comportementale de type Oldroyd. Au cours de la seconde partie, on étudie les propriétés mathématiques du modèle. On montre des résultats d'existence et d'unicité en présence de diffusion en la contrainte. Des résultats pour un modèle sans cette diffusion sont ensuite obtenus, complètant ainsi les travaux concernant les modèles monophasiques. Enfin, on montre que lorsque la diffusion en contrainte devient petite, il se crée un phénomène de couche limite au bord du domaine. Dans la dernière partie, on valide qualitativement le modle via la mise en place d'un schéma numérique. Plusieurs applications proches de contextes physiques bien précis sont réalisées. On observe tout d'abord le comportement des fluides complexes sous cisaillement dans le cas monophasique ainsi que dans le cas diphasique (décomposition spinodale). Des différences comportementales entre fluides newtoniens et visco-élastiques sont ainsi clairement mises en évidence. Ensuite, on compare des étirements de fibres réalisés numériquement avec des expriences réelles. Enfin, on réalise des tests de remplissage de cuve mettant encore une fois l'accent sur les propriétés d'instabilité des fluides complexes.
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Chauvet, Nicolas. "Simulation Numérique et Analyse Physique d'un Jet Propulsif Contrôlé par des Injections Radiales." Phd thesis, Université de Poitiers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00218268.
Full textAbstract:
A cause de sa température élevée, le jet propulsif d'un avion de combat est une source de rayonnement infrarouge qui rend l'appareil très vulnérable. Ce rayonnement peut toutefois être réduit en accélérant le mélange du jet avec l'atmosphère. Cette thèse est consacrée à la simulation numérique d'un jet propulsif réaliste contrôlé par des injections radiales et à l'analyse physique des mécanismes d'augmentation de son mélange.
Deux types de simulations, RANS et ZDES, ont été réalisés sur la base du modèle de Spalart-Allmaras. Dans le modèle ZDES, une nouvelle longueur caractéristique de maille est formulée et améliore sensiblement la prévision de la région initiale du jet. Globalement, les simulations ZDES restituent fidèlement le champ moyen du jet supersonique sans et avec contrôle, aussi bien les cellules de détente/compression que la diffusion turbulente.
L'analyse physique est dédiée à la compréhension d'une part des mécanismes compressibles concentrées au coeur du jet et d'autre part des mécanismes tourbillonnaires périphériques ainsi qu'à l'évaluation de leurs rôles respectifs dans l'augmentation du mélange. Il en ressort que l'augmentation du mélange est exclusivement due aux mécanismes tourbillonnaires. Une étude paramétrique fournit des indications pour concevoir un mélangeur efficace. L'analyse des tourbillons focalisée sur le régime lointain quasi-bidimensionnel souligne leur dynamique moyenne et fait apparaître l'action des fluctuations turbulentes sur leur taux de dégénérescence. Enfin, deux régimes de contrôle sont identifiés et associés aux pénétrations respectivement quasi-stationnaire et intermittente des jets secondaires.
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Vigneaux, Paul. "Méthodes Level Set pour des problèmes d'interface en microfluidique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00189409.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à la modélisation d'écoulements de deux fluides immiscibles et son application en microfluidique. Pour cela, nous mettons en oeuvre des méthodes Level Set actuelles permettant un suivi précis de l'interface, dont le mouvement est induit par des champs de vitesse vérifiant les équations de Stokes ou de Navier-Stokes munies d'un terme de tension de surface.Dans une première partie, nous abordons la problématique du suivi d'interface et présentons en détail les composantes de la méthode Level Set. En particulier, nous détaillons les approches ENO et WENO pour discrétiser les équations de Hamilton-Jacobi ainsi que les diverses méthodes existantes de redistanciation.
Dans la deuxième partie, nous traitons de l'analyse et de la résolution numérique des écoulements bifluides incompressibles pilotés par la tension de surface. Après avoir décrit les modèles mathématiques ainsi que leurs discrétisations et solveurs, nous apportons une contribution nouvelle en dérivant théoriquement une condition de stabilité valable pour les nombres de Reynolds faibles à modérés, caractéristiques des configurations microfluidiques. De plus, on introduit une méthode de décomposition de l'écoulement qui permet de diminuer les temps de simulation.
Enfin, la troisième partie est consacrée à l'application des outils évoqués précédemment pour simuler la dynamique de gouttes dans des microcanaux. Nous présentons les résultats numériques obtenus avec d'une part, un code bidimensionnel cartésien et d'autre part, avec un code tridimensionnel axisymétrique que nous avons entièrement développés. Une bonne adéquation est obtenue relativement aux expériences microfluidiques du laboratoire LOF (Rhodia - CNRS). En particulier, avec nos simulations, nous mettons à jour différentes dynamiques de mélange au sein des gouttes.
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Lagoutière, Frédéric. "Modélisation mathématique et résolution numérique de problèmes de fluides à plusieurs constituants." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001385.
Full textAbstract:
Ce travail concerne les fluides eulériens compressibles constitués de plusieurs espèces, qui peuvent être mélangées ou séparées par des interfaces. Le mémoire est composé de trois parties. La première partie est consacrée à la résolution numérique de problèmes modèles : équation d'advection, équation de Burgers, équations d'Euler, en dimensions un et deux. L'accent est mis sur la précision des méthodes (en particulier pour des données initiales discontinues), et des algorithmes non dissipatifs sont développés. Ils sont basés sur un décentrage aval des flux (de type volumes finis) sous des contraintes de stabilité. La seconde partie traite de la modélisation mathématique des mélanges de fluides. Nous y construisons et analysons une classe de modèles entropiques, symétrisables, hyperboliques, non forcément conservatifs. Ce sont des modèles à plusieurs températures et plusieurs pressions. Dans la troisième partie, nous utilisons les idées introduites dans la première partie (décentrage aval et schémas non dissipatifs) pour la résolution numérique des problèmes aux dérivées partielles construits dans la deuxième partie. Nous présentons des résultats numériques en dimensions un et deux.
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Freysz, Éric. "Etude des non linéarités optiques dans les mélanges liquides binaires critiques." Bordeaux 1, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR10587.
Full textAbstract:
Nous analysons dans ce travail, aussi bien experimentalement que theoriquement, les non-linearites optiques mises en evidence dans les microemulsions critiques. Ces non-linearites ont la propriete remarquable de diverger en un point critique, en raison du comportement critique des deux processus electrostrictif et thermodiffusif qui gouvernent l'interaction de l'onde avec le milieu. De tels processus peuvent etre utilises plus generalement pour manipuler par laser la composition ou meme la structure de melanges liquides. Dans une premiere partie du memoire, on presente une etude theorique du comportement hydrodynamique d'un melange binaire place en voisinage d'un point critique, lorsqu'il est soumis a une onde laser intense. On montre alors que ces phases micellaires de microemulsions peuvent etre considerees en premiere approximation sur le plan de leur interaction avec l'onde, comme des melanges binaires que nous avons caracterises par des etudes de diffusion classique de la lumiere. Cette analyse est utilisee dans la seconde partie pour decrire theoriquement les differentes methodes d'optique non lineaire que nous avons mises au point pour etudier les non-linearites des phases micellaires; diffusion rayleigh forcee, autofocalisation, conjugaison de phase par melange a quatre ondes. La complementarite des differentes techniques pour isoler les processus essentiels, est soulignee. La comparaison des donnees experimentales avec les previsions theoriques et avec les donnees de diffusion classique, conduit a un excellent accord. Les perspectives ouvertes par ce traval dans l'etude de propagations fortement non lineaires ou pour la manipulation laser de milieux biologiques, sont discutees
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Kezic, Bernarda. "Analyse statistique et thermodynamique de la micro-structure dans les émulsions moléculaires." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066749.
Full textAbstract:
Aqueous mixtures differ from mixtures of simple liquids from the fact that water molecules tend to self-associate preferentially due to the hydrogen bonding interaction, hence segregating solute molecules, without however leading to macroscopic phase separation. Even simple mixtures such as water with methanol exhibit such local order. The resulting micro-heterogeneity (MH) appear then as distinct from concentration fluctuations (CF), which play an important role in the stability of mixtures. By establishing a correspondence between micro-emulsions and these mixtures that we name as “molecular emulsions”, from the small wave number form of the Ornstein-Zernike theory, we demonstrate how certain difficulties intrinsic to molecular simulations can be avoided by accounting for the long-range form of the correlations. Similarly, by introducing bridge functions which we extract from simulation results of neat liquids, a better understanding of the behaviour of liquid state integral equation theories is achieved, which in particular help a better understanding of the difference between CF and MHLes mélanges aqueux diffèrent des mélanges des liquides simples, du fait que les molécules d'eau tendent à s'associer préférentiellement entre elles au travers de la liaison hydrogène, de ce fait ségréguant les molécules de soluté sans pour autant entraîner une démixtion macroscopique des mélanges. Même des mélanges aussi simples que l'eau avec le méthanol exhibent ce type d'ordre local. La micro-hétérogénéité (MH) résultante apparait ainsi comme étant distincte des fluctuations de concentration (CF) qui jouent un rôle important dans la stabilité des mélanges. En établissant la correspondance entre les micro-émulsions et ces mélanges que nous appelons « émulsions moléculaires » à partir de la théorie d'Ornstein-Zernike aux petits vecteurs d'onde, nous montrons comment certains problèmes intrinsèques aux simulations peuvent être résolus en recalculant les corrélations à longue portée. De même, l'introduction des fonctions bridges des corps purs extraits des simulations, permet de mieux comprendre le comportement des équations intégrales pour les mélanges, éclairant en particulier la distinction entre CF et MF
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Imbert, Michel. "Résolution numérique des équations de Navier-Stokes pour des mélanges de gaz réactifs : application aux lasers à diffusion supersonique." Aix-Marseille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX11126.
Full textAbstract:
Calcul d'ecoulement dans des tuyeres convergentes divergentes. Determination de l'ecoulement resultant de l'interaction de jets supersoniques. Integration numerique des differents systemes d'equations a l'aide d'un schema explicite aux differents finies. Mise en evidence de la structure complexe de l'ecoulement dans la cavite de l'influence des conditions generatrices et de l'existence d'un fort couplage entre les effets dynamiques, diffusifs et reactifs
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Nastro, Gabriele. "Non-modal stability of variable-density round jets." Thesis, Toulouse, ISAE, 2020. http://www.theses.fr/2020ESAE0030.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est d'analyser le potentiel de croissance transitoire des perturbations bidimensionnelles et tridimensionnelles dans les jets ronds inhomogènes, depuis leur phase initiale quasi-parallèle jusqu'à l'enroulement non linéaire induit par l'instabilité primaire axisymétrique de Kelvin-Helmholtz (KH). Une analyse linéaire de stabilité non-modale est effectuée sur la base d'une approche directe-adjointe afin d'identifier les mécanismes physiques de croissance aux temps courts et l'émergence d'instabilités secondaires. La recherche de perturbations optimales par adoption d'une approche non-modale est justifiée par la non-normalité de l'opérateur linéaire de Navier-Stokes et le caractère instationnaire de l'écoulement de base. La première partie concerne les perturbations optimales qui se développent sur des jets ronds homogènes. Nous examinons l'influence du nombre d'onde azimutal, de l'intervalle d'optimisation, du nombre de Reynolds et du rapport d'aspect du profil de vitesse initial. La deuxième partie est consacrée à l'analyse de stabilité non-modale pour les jets ronds à masse volumique variable, avec une attention particulière à l'influence du nombre d'Atwood sur les instabilités secondaires qui peuvent déclencher les "jets latéraux"The aim of this PhD thesis is to explore the potential for transient growth of two-dimensional and three-dimensional perturbations in variable-density round jets from their initial quasi-parallel phase up to the nonlinear vortex ring induced by the primary Kelvin-Helmholtz instability. A non-modal linear stability analysis based on a direct-adjoint approach is performed in order to identify the physical mechanisms involved in the short times dynamics as well as in the emergence of secondary instabilities. The search for optimal perturbations through the use of a non-modal analysis is justified by the unsteadiness of the base flow and the non-normality of the governing equations. In the first part, we search the optimal perturbations growing over homogeneous round jets. The influence of the azimuthal wavenumber, the optimisation interval (both the injection and horizon times), the Reynolds number and the aspect ratio of the initial velocity profile on the optimal perturbation is considered. The second part is devoted to the non-modal stability analysis for variable-density round jets with a particular attention to the influence of the Atwood number on the secondary instabilities that may trigger "side-jets''
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Benzaghou, Salim. "Une approche pour l'utilisation semi-prédictive de l'équation d'état SAFT : application aux hydrocarbures, au dioxyde de carbone, aux alcools, à l'eau et à leurs mélanges." Paris 13, 2001. http://www.theses.fr/2001PA132002.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est la modélisation des propriétés thermodynamiques de mélanges complexes et en particulier la détermination des équilibres de phases. Les mélanges auxquels nous nous intéressons font intervenir des molécules non sphériques (chaines longues et cycles), ramifiées, et associatives. L'approche proposée consiste en une étude systématique de familles de composes à l'aide d'une équation d'état SAFT (statistical associating fluid theory) en nous efforçant de minimiser le nombre de paramètres ajustables nécessaires et en donnant un moyen de prédire les équilibres de phases pour des systèmes similaires sans le recours à des nouvelles procédures d'ajustement des paramètres. Nous traitons d'abord la famille des alcanes linéaires purs jusqu'à N-C 3 8 avec 3 paramètres uniquement. En transposant ces paramètres aux methylalcanes, ethylalcanes, aux alcènes linéaires et branches ainsi qu'aux cycles satures et insaturés et en définissant un nombre d'atomes de carbone équivalent, la prédiction des pressions de vapeur et des volumes molaires de la phase liquide est réalisée. Les équilibres liquide-vapeur des mélanges binaires d'alcanes et d'alcènes symétriques et asymétriques en tailles sont prédits sans utiliser aucuns paramètres d'interaction binaire. Les résultats obtenus sont compares a ceux obtenus avec l'équation d'état sphct et l'équation d'état Peng-robinson. Nous traitons ensuite les équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires Co 2/alcanes et Co 2/alcènes avec un seul jeu de paramètres d'interaction binaire pour chaque type de systeme. Le paramètre d'interaction binaire est indépendant de la température et de la taille de la molécule dans les deux cas. La famille des l-alcools est traitée avec 2 paramètres d'association après avoir transpose les paramètres d'alcanes linéaires pour les interactions entre groupements hydrocarbonés. En transposant ces paramètres aux alcools secondaires et branches et en utilisant le nombre d'atomes de carbone équivalent, la prédiction des pressions de vapeur et les volumes molaires de la phase liquide de ces systèmes sont effectuée. De plus, un premier essai de modélisation de la molécule d'eau est fait en transposant les paramètres d'association des alcools et en déterminant uniquement les paramètres non associatifs sur les données expérimentales de pression de vapeur et de volume molaire de la phase liquide. Les équilibres liquide-vapeur de mélanges binaires alcool/alcool et alcool/alcane sont prédits sans utiliser aucun paramètre d'interaction binaire. Les résultats obtenus sont compares à ceux obtenus avec l'équation d'état Peng-Robinson.
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Saint-Victor, Xavier de. "Résolution des équations de Navier-Stokes bi ou tridimensionnelles par méthodes de marche : application au calcul de mélanges d'écoulements cisaillés." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT011H.
Full textAbstract:
La discretisation est effectuee a l'aide d'une methode aux volumes finis et d'un schema hybride. Deux algorithmes sont proposes pour l'etude du probleme bidimensionnel et appliques au calcul de deux types d'ecoulements. En tridimensionnel laminaire, six algorithmes differents sont exposes et mis en oeuvre pour l'etude de melanges sillage-couche limite
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Nana, Cyril. "Simulation du bruit d'écoulements anisothermes par méthodes hybrides pour de faibles nombres de Mach." Phd thesis, Université de Poitiers, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00741298.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur le calcul numérique du champ acoustique rayonné par des écoulements subsoniques turbulents présentant des inhomogénéités de température. Des méthodes hybrides sont développées grâce à un développement de Janzen-Rayleigh des équations de Navier-Stokes. L'écoulement est résolu par un calcul quasi incompressible puis les perturbations acoustiques sont propagées selon deux méthodes : les équations d'Euler linéarisées (EEL) et l'approximation à faible nombre de Mach perturbée (PLMNA). Les méthodes sont validées sur des cas simples puis appliquées à une couche de mélange isotherme et anisotherme en développement spatial.
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Ayadim, Abderrahime. "Structure et thermodynamique des suspensions colloïdales en phase volumique et confinée par la théorie des mélanges binaires." Paris 12, 2005. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002513970204611&vid=upec.
Full textAbstract:
Les équations intégrales d'Ornstein-Zernike sont utilisées pour étudier la structure et la thermodynamique de suspensions colloïdales modélisées par un mélange binaire très dissymétrique en taille. Nous proposons une nouvelle fermeture surmontant le problème de non-convergence de la fermeture RHNC dans la variante de la théorie des mesures fondaùmentales de Rosenfeld. Après l'avoir testée sur les fonctions de distributions radiales, nous calculons la ligne de coexistence de phase fluide-fluide du mélange de sphères dures de rapport taille R=10. Nous confirmons ainsi à partir du diagramme de phase la validité de l'approche du fluide effectif. Nous examinons ensuite ces systèmes en phase inhomogène (face à un mur ou confinées entre deux murs) en incluant des forces attractives entre les différents constituants. La fermeture RHNC est testée alors au niveau de la structure et du potentiel de force moyenne intercolloïdale. La méthode est ensuite utilisée pour étudier la solvationThe Ornstein-Zernike integral equations are used to study the structure and the thermodynamics of colloidal suspensions modelled as a highly asymmetric solute-solvent mixture. We propose a new closure to remedy the non-convergence problem of the RHNC closure. After having tested it on the radial distribution functions, we determine the fluid-fluid coexistence line of asymmetric binary hard spheres with diameter ration R=10. We thus confirm from the phase diagram the validity of the effective one-component approach. Then, we examine these sytems in inhomogeneous phase (colloids near a wall or in a slit pore) and include attractions between the various components. The RHNC closure is tested then at the level of the structure and the potential of mean force. The method is finally used to study solvation effects of confined colloids
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Mourah, Moustafa. "Modélisation des équilibres de phases liquide-liquide et liquide-vapeur des mélanges contenant de l'eau, des alcools et des hydrocarbures." Paris 13, 2009. http://www.theses.fr/2009PA132023.
Full textAbstract:
Le sujet de cette thèse concerne la modélisation thermodynamique ‘prédictive’ des équilibres de phases liquide-liquide et liquide-vapeur de systèmes contenant du méthanol, de l'éthanol et/ou de l'eau (molécules polaires et associatives). Le modèle utilisé se base sur une version de l’équation d’état théorique SAFT, combinée à une méthode de contribution de groupe. Cette méthode a été étendue aux composés polaires par Nguyen-Huynh (GC-PPC-SAFT). Dans le cadre de nos travaux, nous avons appliqué une méthode de contribution de groupes développée par Tamouza, avec une méthode prédictive pour évaluer les paramètres d'interaction binaire (basée sur la théorie de London). Après avoir déterminé les paramètres spécifiques de ces composés, ceux-ci ont été étudiés en mélange, en mettant l'accent sur les équilibres liquide-liquide observés en présence d’hydrocarbures. Les paramètres d'interaction binaires ont un effet très important sur ces équilibres, mais peuvent être calculés de manière prédictive. Cette approche ne dégrade que très légèrement la qualité des équilibres liquidevapeur. La description des mélanges de composés polaires et associatifs nécessite une étude du phénomène d'association croisée (eau + alcool). Finalement, nous avons testé la qualité de notre modèle GC-PPC-SAFT sur des systèmes ternaires et les résultats obtenus sont prometteurs dans le but de développer un modèle qui soit le plus prédictif possible. Mots clés: Equilibres de phases liquide-liquide, équation d’état, GC-PPC-SAFT, méthanol, éthanol, eau, simulation moléculaire, associations croiséesThis dissertation studies a ‘predictive’ thermodynamic modeling of liquid-liquid and/or liquid-vapor phase equilibria of mixtures containing methanol, ethanol and/or water (polar and associative compounds). The model used is based on a SAFT equation of state combined with a group contribution method. Nguyen-Huynh (GC-PPC-SAFT) has extended this method to polar compounds. In this study, we have applied a group contribution method proposed by Tamouza, with a predictive method to estimate the binary interaction parameter (based on the London theory). Specific parameters of these compounds have been determinated using fundamentally the liquid-liquid phase equilibria data with hydrocarbons. The binary interaction parameters have very important effect on the representation of this phase equilibria. Nevertheless, it is possible to calculate this parameter with a predictive method. This approach weakly degrades the quality of the liquid-vapor phase equilibria. The description of the mixtures containing polar and associative compounds requires to study the cross-associating effect. Finally, we tested the performance of the model GC-PPC-SAFT on ternary systems. The results can be considered promising towards a fully predictive model development
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Rossilhol, Nathalie. "Equilibres de phases à basse température de mélanges d'hydrocarbures légers, de méthanol et d'eau : mesures et modélisation." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10328.
Full textAbstract:
Le present travail se rapporte aux equilibres de phases des systemes proches des melanges rencontres lors du traitement du gaz naturel (transport, purification). Ces systemes peuvent etre composes d'hydrocarbures legers (methane, ethane, propane, etc), de gaz acides (sulfure d'hydrogene, dioxyde de carbone), de methanol (solvant, inhibiteur) et d'eau. On presente un appareillage qui permet d'acquerir les donnees d'equilibres bi- et triphasiques de melange d'hydrocarbures legers, de methanol et d'eau a basse temperature. La mise au point de cet appareil, la procedure de mesure et la determination de systemes binaires, ternaires ou quaternaires sont decrites en detail. Le domaine d'etude de l'ensemble experimental s'etend de -100c a 0c en temperature et de 0 a 100 bar en pression. Pour modeliser ces systemes, on a tente de representer simultanement les equilibres liquide-vapeur et liquide-liquide des binaires correspondants en appliquant les methodes: mhv2 et wong et sandler. Selon le formalisme de ces deux methodes l'equation d'etat cubique soave-redlich-kwong est couplee systematiquement au modele d'enthalpie libre d'exces nrtl
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Vu, Quang Vinh. "Modélisation des conditions de stabilités des systèmes d'hydrates de gaz en présence des mélanges methanol-sels à l'aide d'une équation d'état d'électrolytes." ENMP, Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1008.
Full textAbstract:
Le but du travail de these etait de mettre au point une methode pour la prediction de l'effet des sels sur la stabilite des hydrates de gaz, y compris lorsque les solutions contiennent l'inhibiteur methanol. Le modele retenu est une equation d'etat d'electrolyte qui etend une equation d'etat cubique de non-electrolyte, a savoir l'equation d'etat de peneloux qui est de type peng robinson. L'extension est obtenue par addition d'un terme pour la prise en compte des interactions electrostatiques et d'un terme pour tenir compte de la solvatation des ions. L'application du modele au calcul des proprietes d'exces en presence d'ions et de methanol a necessite d'etablir des correlations entre les parametres du modele et les caracteristiques de solvatation des ions. L'utilisation des rayons de stockes dans l'eau a ainsi permis de definir un modele a caractere predictif dans le cas des solutions aqueuses et dans le methanol. Par la suite une regle de melange a ete utilisee de facon a permettre l'application du modele au cas des melanges eau - methanol - sels. Le modele a ensuite ete applique au calcul de l'effet des sels sur les conditions de stabilite des hydrates de ch4 et de co2, avec ou sans methanol. Dans un premier temps nous avons effectue une etude de coherence des donnees de facon a definir une base de donnees fiables. Ensuite nous avons pu montrer que ces valeurs etaient predites avec un ecart de moins de 1 k, donc de l'ordre de l'imprecision experimentale. Le modele ainsi constitue permet la prediction de l'effet de nouveaux sels sans avoir besoin d'effectuer de nouveaux traitements de donnees, a condition d'avoir une valeur des rayons solvates de ceux-ci dans l'eau.
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Igonin, Maksim. "Instabilités hydrodynamiques des liquides magnétiques miscibles et non miscibles dans une cellule de Hele-Shaw." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007716.
Full textAbstract:
Ce manuscrit décrit analytiquement et numériquement les instabilités d'un fluide magnétique dans une cellule de Hele-Shaw. On considère l'interface entre un fluide magnétique et un autre fluide non magnétique, miscible ou non, soumise à un champ magnétique homogène normal à la cellule ou à l'interface. Le champ démagnétisant est inhomogène à cette interface et génère un mouvement convectif des fluides. Dans la première partie, nous avons utilisé une analyse linéaire de stabilité entre deux liquides miscibles pour une distribution donnée de concentration à l'interface. Les résultats s'appliquent aussi à la stabilité d'un réseau de concentration induit par une expérience de Rayleigh forcé. Nous avons démontré que l'équation de Brinkman décrit mieux la dissipation visqueuse dans une cellule de Hele-Shaw que celle de Darcy. Nous avons trouvé que la viscosité (et non la diffusion massique) donnait à l'écoulement une échelle de longueur de l'ordre de l'épaisseur de la cellule dans le cas des forçages élevés. Dans la seconde partie de notre étude, nous avons modélisé la dynamique non linéaire de l'interface avec une tension superficielle par la méthode des intégrales de frontière. Nous avons décrit la modification des doigts de Saffman–Taylor par les forces magnétostatiques. Nous avons obtenu des structures dendritiques proches de celles observées expérimentalement et analysé quelques aspects de la formation des motifs.
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Huber, Grégory. "Modélisation des effets d'interpénétration entre fluides au travers d'une interface instable." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833037.
Full textAbstract:
Les explosions sphériques entraînent des perturbations importantes de l'interface entre les produits de détonation et l'air. Ces instabilités jouent un rôle dominant dans la détermination du volume de la "boule de feu". Un calcul sphérique unidimensionnel classique conduit un volume de sphère très inférieur à celui mesuré expérimentalement. De plus, des réactions de post-combustion peuvent avoir lieu dans la zone de mélange, libérant une énergie deux fois supérieur à celle de la détonation, déjà considérable. À une échelle suffisamment petite, on distingue les longueurs d'onde des instabilités et les tailles de jets, mais à une échelle plus globale, on observe une couche de mélange où la forme précise de l'interface n'est plus visible. Les deux phases (produits détonation et de l'air) s'interpénètrent, et par conséquent, l'interface devient une zone de mélange. Pour calculer correctement chacune des instabilités, une approche multidimensionnelle semble s'imposer. Cependant, un grand nombre de cellules est nécessaire pour calculer une structure unique de la zone de mélange. En outre, pour une instabilité isolé, le maillage entraînent des instabilités parasites qui dépendent fortement de la viscosité numérique du schéma utilisé. L'approche multidimensionnelle, basée sur la simulation numérique directe, présente donc des difficultés. En réalité, nous ne voulons pas calculer la forme exacte des instabilités de l'interface, mais seulement l'épaisseur de la couche de mélange et les champs de concentrations des phases dans celle-ci. Ainsi, une approche unidimensionnelle peut être suffisante. L'objectif est d'écrire un modèle unidimensionnel décrivant le phénomène d'interpénétration. Trois modèles ont alors été construits à partir du modèle diphasique de l'Baer et Nunziato (1986). Nous obtenons des résultats intéressants avec les deux premiers sur des problématiques d'épaississement d'interface, mais ils sont insuffisants. Le dernier modèle, qui dérive des deux premiers, a été validé sur des tests d'explosions sphériques.
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Legendre, Jean-François. "Contribution à l'étude de la sensibilité et des caractéristiques de détonation de mélanges explosifs gazeux denses à base de méthane utilisés pour la propulsion dans les accélérateurs à effet stato." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2359.
Full textAbstract:
Dans une phase preliminaire, il a ete concu et realise un nouveau dispositif experimental comportant deux tubes a detonation de calibre 90mm, identique a celui de l'accelerateur par effet stato developpe a l'isl (ramac90). Les domaines superieures de detonabilite, dans ces tubes a detonation et a l'aide d'un amorcage direct par detonateur, ont ete experimentalement determines pour des melanges riches ch#4-o#2 dilues avec trois gaz inertes respectivement argon, azote et dioxyde de carbone, a une pression initiale de 25bar et une temperature initiale de 298k. Les celerites de detonation des melanges stoechiometriques, dilues par les gaz inertes precedents ainsi que par de l'helium, ont ete mesurees dans ces tubes a detonation pour des pressions initiales de 25 et 35bar. Les valeurs experimentales ont ete comparees a celles resultant de calculs fondes sur differentes equations d'etat de gaz reels. La validite des domaines superieurs de detonabilite obtenus en tubes a detonation avec amorcage pyrotechnique direct est commentee, compte tenu des conditions reelles d'initiation de la detonation rencontrees lors du processus d'acceleration de projectiles hyperveloces au moyen de l'effet stato. Pour ce faire, un amorcage par choc droit genere par un piston supersonique a ete etudie pour des melanges riches dilues a l'azote a une pression initiale de 25bar, a l'aide de l'accelerateur par effet stato de calibre 90mm