Дисертації з теми "Interaction entre les ondes et la turbulence"
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Mohamed, Ahmed. "Nonlinear inertial waves focusing in rotating flows." Electronic Thesis or Diss., Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDL0058.
Анотація:
Nous étudions la propagation des ondes inertielles générées par l’oscillation d’un tore axisymétrique dans un fluide en rotation. Ces ondes inertielles se propagent à partir du tore oscillant avec un angle de propagation θf, déterminé par la relation de dispersion. Elles convergent vers une région focale où des interactions non linéaires peuvent induire une turbulence. Notre étude utilise des simulations numériques directes pour modéliser cet écoulement, en tenant compte des régimes linéaires et non linéaires, et en utilisant deux configurations de forçage du tore. Le premier modèle simplifie le tore en tant que force volumique locale en utilisant une fonction delta de Dirac (anneau de Dirac) le long de la direction d’oscillation du tore dans les équations de conservation de la quantité de mouvement. Le deuxième modèle, plus réaliste, met en œuvre un tore en 3D en utilisant la méthode de pénalisation. Nos résultats révèlent l’émergence d’un vortex central résultant des interactions non linéaires des ondes inertielles propagées. Dans le cas de l’anneau de Dirac et du régime linéaire, nos résultats montrent une relation entre l’énergie cinétique verticale et l’angle de propagation au point focal, avec une énergie maximale se produisant à θf = 35o. De même, dans le scénario de forçage en 3D du tore, aussi bien dans les simulations linéaires que non linéaires, indiquent un angle optimal de θf = 30o, conduisant à une vitesse verticale maximale et à une dissipation maximale, signifiant un transfert efficace d’énergie de la source oscillante vers la région focale. Dans le régime non linéaire, nous présentons la distribution spectrale détaillée de l’énergie cinétique dans la zone focale et effectuons une analyse spatio-temporelle du champ de vitesse. Cette analyse identifie les résonances triadiques des ondes inertielles, qui génèrent une zone turbulente et un mode à grande échelle similaire à l’écoulement moyen géostrophiqueWe investigate the propagation of inertial waves generated by the oscillation of an axisymmetric torus in a rotating fluid. These inertial waves propagate from the oscillating torus with a propagation angle θf, determined by the dispersion relation. They focus to a focal region where nonlinear interactions may induce turbulence. Our study employs direct numerical simulations to model this flow, considering both linear and nonlinear regimes, and using two torus forcing configurations. The first model simplifies the torus as a local volume force using a Dirac delta function (Dirac ring) along the torus’s oscillation direction in the momentum conservation equations. The second, more realistic model implements a 3D torus using the penalization method. Our findings reveal the emergence of a central vortex as a result of the nonlinear interactions of the propagated inertial waves. In the case of the Dirac ring and the linear regime, our results demonstrate a relationship between vertical kinetic energy and propagation angle at thefocal point, with maximum energy occurring at θf = 35o. Similarly, in the 3D torus forcing scenario, both linear and nonlinear simulations indicate an optimal angle of θf = 30o, leading to maximum vertical velocity and dissipation, signifying efficient energy transfer from the oscillating source to the focal region. In the nonlinear regime, we show the detailed spectral distribution of kinetic energy within the focal zone and conduct spatio-temporal analysis of the velocity field. This analysis identifies triadic resonances of the inertial waves, which drive the generation of a turbulent patch and a large-scale mode similar to the geostrophic mean flow
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Crespo, Matthieu. "Etude de l'interaction entre une onde de choc et une turbulence cisaillée en présence de gradients moyens de température et de masse volumique." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT039H/document.
Анотація:
Cette étude a été l'occasion d'étudier les effets liés à la présence d'un cisaillement particulier de l'écoulement moyen sur le phénomène d'interaction choc/turbulence. Dans un premier temps, un outil de calcul performant et modulaire fondé sur une approche orientée objet a été développé afin de réaliser des simulations numériques directes de ce type d'écoulement. L'utilisation de schémas numériques à capture de choc et d'ordre élevé de type WENO ont permis une résolution fidèle des équations de Navier-Stokes compressibles. Dans un deuxième temps, une analyse poussée des effets de ce type de cisaillement sur la turbulence en l'absence de choc a été réalisée. Cette première étude a été l'occasion de dégager l'influence de plusieurs paramètres influents pour cette configuration d'écoulement. Enfin, dans un dernier temps, l'étude du phénomène d'interaction choc/turbulence cisaillée en présence de gradients moyens de température et de masse volumique a permis de souligner l'activation de phénomènes physiques caractéristiques à cette configuration. Ce travail permet également d'apporter une base de données de résultats susceptible d'être confrontée avec les modèles de turbulence et constitue un point de vue intéressant pour l'étude du phénomène d'interaction choc/couche limiteThis study sheds some light on the effects of a specific sheared flow over the shock / turbulence interaction phenomenon. An efficient and modular computational tool using an oriented object approach has first been developed in order to carry out direct numerical simulations of this configuration. The use of high order shock capturing schemes allows to solve accurately the turbulent flow, even in presence of physical discontinuities. A detailed study concerning the effects of this specific mean shear on the turbulent flow has then been conducted in a shock-free configuration. This preliminary study emphases some significant parameters of this flow configuration. In a second step, DNS of the interaction between the turbulent shear flow and a normal shock ware are performed. These simulations are compared to the isotropic turbulence / shock interaction situation, which allows to underline the activationof specific mechanisms due to the presence of the mean shear in the upstream flow. An interesting database is now available and can be used to assess and improve turbulence models. This is also an interesting point of view for studying the shock/boundary layer interaction phenomenon
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Galmiche, Martin. "Interaction turbulence-champs moyens et ondes de gravités internes dans un fluide stratifié." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT017H.
Анотація:
En présence d'une stratification stable en densité, situation fréquemment rencontrée dans l'atmosphère et les océans, les forces de flottabilité induites par la gravité se manifestent par la propagation d'ondes internes et affectent fortement la dynamique des écoulements, en particulier la phénoménologie de la turbulence. Cette étude numérique et théorique est consacrée aux propriétés de la turbulence et des ondes internes dans leur interaction avec une stratification et un cisaillement moyen vertical variant avec l'altitude. La simulation numérique directe des équations de Navier-Stokes sous l'approximation de Boussinesq permet de mettre en évidence l'effet radical d'une stratification stable sur les interactions entre la turbulence et les champs moyens de vitesse et de densité, et confirme la tendance de la turbulence stratifiée à former des couches horizontales. Ce phénomène peut être en partie décrit par un modèle analytique linéaire basé sur la théorie de la distorsion rapide. On met également en évidence la génération de courants moyens par l'interaction de deux ondes internes, grâce à un modèle analytique simple appuyé par la simulation numérique directe. Enfin, dans le cdre de l'approximation WBK à l'ordre de l'optique géométrique, une formulation hamiltonienne du problème de la réfraction nous permet d'étudier la distorsion d'un champ d'onde évoluant dans un fluide soumis à une stratification et à un cisaillement non uniformes.
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Depommier, Guillaume. "Analyse de l'interaction entre un jet turbulent et un tourbillon." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00814804.
Анотація:
Cette thèse a pour but l'analyse de l'interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage, dans la phase dite d'interaction du régime de sillage. C'est à dire lorsque le jet s'enroule autour du tourbillon car sa vitesse axiale n'est plus suffisamment élevée pour résister à l'attraction de ce tourbillon. Il y a alors un changement dans la nature de la turbulence du jet : des structures tourbillonnaires plus intenses émergent et perturbent le tourbillon autour duquel elles s'enroulent. Parmi les mécanismes physiques intervenant au cours de l'interaction, le travail effectué au cours de cette thèse a permis de déterminer quels étaient les mécanismes majeurs, ainsi que leur origine et leur enchaînement. Pour cela, nous avons dans un premier temps mis au point un outil d'analyse adapté à notre étude, basé sur une méthode de décomposition du champ de vitesse globale en la somme des champs de vitesse induite par chacune des structures tourbillonnaires. Dans un deuxième temps, l'ensemble des fonctionnalités de cet outil ont été validées à l'aide de différents tests, qui ont par ailleurs permis de faire le point sur certaines limites de la méthode. Une fois cet outil validé, il a été utilisé sur quatre simulations de l'interaction jet/tourbillon effectuées à l'aide d'un solveur qui résout les équations de Navier-Stokes tridimensionnelles pour un fluide compressible. Cette analyse comparative a permis de mettre en évidence les mécanismes propres à l'interaction et d'éliminer les phénomènes induits par les différents paramètres de la simulation. Une fois cette dépendance levée, l'étude s'est focalisée sur l'analyse des mécanismes dominants en identifiant leur origine, i.e. la structure tourbillonnaire à l'origine du mécanisme, et leur action, en les confrontant à des mécanismes issus de la littérature. On a ainsi pu, entre autres, mettre en valeur les mécanismes d'intensification des structures tourbillonnaires issues du jet, la déformation du tourbillon axial par ces mêmes structures et la création d'excroissances de vorticité azimutale sur le tourbillon axial. Enfin, cette étude a permis de construire un scénario de l'interaction jet/tourbillon qui pourra servir de base pour une étude de cette interaction dans une démarche de contrôle.
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Dochy, Thibaut. "Interaction entre ultrasons de puissance et fluides complexes." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30298/document.
Анотація:
On étudie l'évolution d'une solution initialement homogène constituée de deux espèces soumises à un gradient thermique qui génère un transfert de matière, ce qui peut conduire à la séparation des espèces du fluide binaire. La configuration choisie pour étudier la séparation est une cellule rectangulaire (ou parallélépipédique), horizontale et placée dans le champ de pesanteur. La présence d'une source piézo-électrique, sur l'une des parois verticales de la cavité, permet de générer un écoulement stationnaire à grande échelle. L'écoulement est induit par la propagation d'ondes ultrasonores au sein du fluide visqueux : la dissipation de l'énergie acoustique de l'onde au sein du fluide porte le nom d'Eckart streaming. On cherche à optimiser la séparation en combinant gradient thermique et source acoustique. La première partie consiste en l'étude de l'écoulement isotherme généré par l'onde ultrasonore dans un fluide mono-constituant. Après avoir calculé le champ d'intensité acoustique avec l'intégrale de Rayleigh, le profil est implémenté dans un code aux éléments finis Comsol Multiphysics. Les résultats numériques sont comparés avec des résultats expérimentaux antérieurs. Dans une seconde partie, on considère une cavité contenant un fluide binaire. On détermine analytiquement, à l'aide du logiciel Maple, la séparation (différence de fraction massique entre les deux extrémités de la cellule) en fonction des paramètres de contrôle du problème. Des simulations numériques 2D et 3D ont montré un bon accord entre les résultats analytiques et numériques, pour un paramètre acoustique constant et un chauffage par le bas ou par le haut de la cellule. Le problème considéré dépend alors de huit paramètres adimensionnels. Trois d'entre eux sont propres à la nature du fluide binaire : le nombre de Lewis Le, de Prandtl Pr et le facteur de séparation ψ. Il y a ensuite deux paramètres de contrôle, le nombre de Rayleigh thermique Ra et la force acoustique adimensionnelle A. Enfin, les autres paramètres adimensionnels sont les deux rapports d'aspect de la cavité, ainsi que l'épaisseur relative du faisceau acoustiqueThe evolution of an initially homogeneous solution consisting of two species subjected to a thermal gradient which generates a mass transfer, which can lead to the separation species from the binary fluid, is studied. The configuration chosen to study the separation is a rectangular (or parallelepipedic) cell, horizontal and placed in the gravitational field. The presence of a piezoelectric source on one of the vertical walls of the cavity makes it possible to generate a stationary flow on a large scale. The flow is induced by the propagation of ultra-sonic waves within the viscous fluid : the dissipation of the acoustic energy of the wave within the fluid is called Eckart streaming. We seek to optimize the separation by combining thermal gradient and acoustic source. The first part consists of the study of the isothermal flow generated by the ultrasonic wave in a monoconstituent fluid. After calculating the acoustic intensity field with the Rayleigh integral, the profile is implemented in a Comsol Multiphysics finite element code. The numerical results are compared with previous experimental results. In a second part, we consider a cavity containing a binary fluid. A configuration heated from the top is privilegied to allow the insertion of an acoustic source. The separation (difference of mass fraction between the two ends of the cell) is determined analytically using the Maple software as a function of the control parameters of the problem. 2D and 3D numerical simulations showed a good agreement between the analytical and numerical results, for a constant acoustic parameter. The problem considered depends on eight dimensionless parameters. Three of them are specific to the nature of the binary fluid : the Lewis number Le, the Prandtl number Pr and the separation factor ψ. There are then two control parameters, the thermal Rayleigh number Ra and the adimensional acoustic force A. Finally, the other dimensionless parameters are the two aspect ratios of the cavity, as well as the relative thickness of the beam
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Muraglia, Magali. "Modélisation et simulation de l'interaction multi-échelle entre îlots magnétiques et la microturbulence dans les plasmas de fusion magnétisés." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX11052.
Анотація:
Un tokamak est le siège de diverses instabilités qui peuvent être à l'origine d'une dégradation du confinement magnétique. Cette thèse porte sur l'étude de la dynamique d'un îlot magnétique en présence de turbulence dans les plasmas magnétisés. Plus précisement, il s'agit de comprendre la nature de l'interaction multi-échelle entre la turbulence, générée par un gradient de pression et la courbure du champ magnétique, et un îlot magnétique formé par un mode de déchiremement classique. Grâce à la déduction d'un modèle 2D prenant en compte ces deux sources d'instabilité, des études linéaires analytiques et numériques permettent de comprendre l'effet de la pression sur la phase de croissance linéaire d'un îlot magnétique et mettent en évidence la stabilisation des modes interchanges en présence d'un champ magnétique. Ensuite, des simulations non-linéaires du modèle sont présentées pour comprendre comment le mécanisme d'interchange affecte la dynamique non-linéaire d'un îlot magnétique. De façon générale, le gradient de pression et la courbure du champ magnétique affectent fortement l'évolution non-linéaire de l'îlot magnétique permettant l'apparition de bifurcations dynamiques dont la nature doit être caractérisée suivant les situations dans lesquelles on se place. Enfin, la dernière partie de cette thèse est dédiée à l'étude de la rotation poloïdale de l'îlot magnétique. La déduction d'un modèle permettant de mettre en évidence les différentes origines possibles de la rotation est présentée. Il apparaît clairement que la rotation non-linéaire de l'îlot magnétique peut être gouvernée par l'écoulement poloïdal E x B et/ou par l'écoulement non-linéaire diamagnétiqueIn a tokamak, it exists many kind of instability at the origin of a dammage of the confinement and worst of a lost of a confinement. This phd presents a study of the dynamics of a magnetic island in presence of turbulence in magnetized plasmas. More precisely, the goal is to understand the multiscales interaction between turbulence, generated by a pressure gradient and the magnetic field curvature, and a magnetic island formed thanks to a tearing mode. Thanks to the derivation of a 2D slab model takking account both tearing and interchange instabilities, theoretical and numerical linear studies show the pressure effect on the magnetic island linear formation and show interchange modes are stabilized in presence of a strong magnetic field. Then, a numerical nonlinear study is presented in order to understand how the interchange mechanism affects the nonlinear dynamics of a magnetic island. It is showned that the pressure gradient and the magnetic field curvature affect strongly the nonlinear evolution of a magnetic island through dynamics bifurcations. The nature of these bifurcations should be characterized in fonction of the linear situation. Finally, the last part of this phd is devoted to the study of the origin of the nonlinear poloidal rotation of the magnetic island. A model giving the different contributions to the rotation is derived. It is showned, thanks to the model and to the numerical studies, that the nonlinear rotation of the island is mainly governed by the E x B poloidal flow and/or by the nonlinear diamagnetic drift
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Leconte, Michaël. "Interaction entre écoulements cisailles et transport turbulent dans les plasmas de fusion magnétique." Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11047.
Анотація:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'interaction entre les écoulements cisaillés et la turbulence dans les plasmas chauds magnétisés. On s'est particulièrement focalisé sur l'étude de la dynamique complexe d'une barrière de transport et sur un moyen de contrôler ces oscillations de relaxations. Après avoir détaillé un modèle 3D auto-consistant décrivant la turbulence dans la région de bord d'une machine de fusion magnétique, nous avons dégagé au moyen de modèles 1D et 3D les principaux mécanismes à l'origine de la réduction du transport turbulent dans la région appelée barrière de transport. Nous avons, en particulier, étudié la décorrelation de la turbulence par un écoulement moyen cisaillé avec profil linéaire, et nous avons dérivé, en faisant une étude analytique et numérique utilisant un modèle 1D de scalaire passif, la dépendance du flux de chaleur radial en fonction du taux de cisaillement. Nous obtenons des résultats qui confirment que l'amplitude de la turbulence peut être plus fortement supprimée par l'écoulement cisaillé que le terme de phase entre les fluctuations de pression et de vitesse radiale, et que la dépendance du flux de chaleur radial et de ces composantes n'est pas universelle mais dépend du modèle utilisé ainsi que de la statistique de la source de turbulence. Enfin, nous avons étudié un moyen de contrôle des oscillations de relaxation d'une barrière de transport par des perturbations résonnantes, cette étude étant motivée par de récentes expériences de stabilisation des ELMs [Evans2004, Becoulet2008, Liang2007, Finken2007] au moyen de perturbations magnétiques résonnantes (RMPs) crées par un courant continu dans des bobines perturbatives externes. Nous avons reproduit dans des simulations 3D en utilisant les paramètres de la machine TEXTOR avec, à la fois, des RMPs et une barrière de transport, un effet stabilisant des RMPs sur les oscillations de relaxations de la barrière, sans perte de confinement majeure pour de faibles valeurs du courant perturbatif I_D (I_D 1. 5 kA) avec les paramètres de TEXTOR). Nous avons analysé cet effet et montré qu'il est lié à une modification du gradient de pression due essentiellement à la modification de la topologie magnétique, en particulier la formation de chaînes d'îlots résiduels et du transport induit par la stochasticité. On observe une érosion du gradient de pression (donc de la barrière de transport), au voisinage de la surface de résonance principale
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Queka, Abdulwahab. "Etude expérimentale des régimes instables du système faisceau d'ions-plasma : analyse de la turbulence acoustique ionique." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11016.
Анотація:
L'étude expérimentale du système faisceau d'ions-plasma a montré que la formation de tourbillons dans l'espace des phases ionique représente le régime non-linéaire de l'instabilité du système faisceau d'ions-plasma. Des expériences, réalisées dans une machine double plasma multipolaire, montrent la formation d'une structure de type "bosse et creux" derrière le front de choc induit par une perturbation en échelon de la vitesse du faisceau. L'excitation localisée de l'instabilité acoustique ionique est également enregistrée. On étudie ensuite les régimes instables du système faisceau d'ions-plasma et on caractérise la turbulence acoustique ionique à basse fréquence qui est engendrée par l'instabilité acoustique ionique au voisinage de la fréquence plasma ionique. L'analyse spectrale et l'étude des corrélations permettent de mieux appréhender la situation physique. Enfin, on analyse la turbulence par une méthode statistique, la méthode de la moyenne conditionnelle, qui permet la mise en évidence et l'analyse de l'évolution spatio-temporelle de la dynamique des structures électrostatiques stables se propageant dans le système faisceau-plasma. Ces structures sont associées à des fluctuations négatives du potentiel et de la densité et sont identifiées aux trous d'ions correspondant à la formation de tourbillons dans l'espace des phases ionique. Pour finir, les moyennes conditionnelles sont comparées aux enregistrments synchrones des fluctuations sur un réseau de sondes.
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Moreau, Julien. "Interaction entre un jet et un tourbillon compressé. Etude expérimentale de l'aérodynamique et de mélange." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007174.
Анотація:
Les écoulements internes et le mélange prenant place pendant la phase de compression d'un cylindre moteur constituent des facteurs clés en vue de l'optimisation du moteur ainsi que des émission polluantes. Le cadre contractuel de ce travail est un projet collaboratif mettant en oeuvre les constructeurs automobiles (PSA, Renault) le CNRS ainsi que l'ADEME. Une installation expérimentale existante a été exploitée. Nous avons apporté des modification permettant de réaliser une injection directe au sein de la chambre. Nous avons pu rassembler une base de donnée importante et fiable. Des techniques d'imagerie laser ont été utilisées. Cette étude servira à répondre à mieux connaître la capacité de cette interactions à altérer les propriétés de transport et de non dissipativité de la structure tourbillonnaire à grande échelle attendue pour réaliser une stratification de la charge. Nous nous intéressons ici à l'interaction entre un spray et l'aérodynamique dans une situation modèle d'un moteur à pistons. Ainsi un jet rond monophasique modèle à été a été mis en place afin de respecter une analyse dans dimension permettant d'être représentatif de la situation réelle. Deux directions d'injections ont été testées afin d'étudier l'influence du jet sur l'écoulement Des mesures ont donc été effectuées pour mesurer les champs de vitesse (PIV) ainsi que les champs de fraction massique (PLIF) dans le plan de symétrie de la chambre. Afin de réaliser des mesures quantitatives de fluorescence, il était nécessaire de réaliser un étalonnage afin de connaître le coefficient d'absorption ainsi que le rendement de fluorescence du dopant utilisé (en l'occurrence de l'acétone). Ces mesures permettent une meilleure compréhension des phénomènes de transfert d'énergie entre le jet d'injection et la structure tourbillonnaire à grande échelle ainsi que de la modification du processus de rupture de cette dernière par l'injection. L'énergie moyenne est transférée vers les petites échelles durant un temps très cours. Puis il apparaît que la perturbation de la structure cohérente à grande échelle par l'injection provoque très tôt dans le cycle le processus de dissipation. Ainsi, le temps de dissipation est plus long entraînant un niveau d'énergie fluctuante en fin de compression après injection beaucoup plus faible que dans la situation de compression du vortex seul. Cette donnée est importante en ce qui concerne la combustion. Enfin, nous avons proposé l'utilisation de la Décomposition Orthogonale en modes Propres (POD) avec une approche globale sur la phase de compression ceci afin de disposer d'une base commune à l'ensemble des champs instantanés de cette phase. Une interpolation des champs est donc nécessaire pour unifier en taille tous les champs utilisés dans la décomposition. Le schéma linéaire apparaît comme celui permettant de minimiser les pertes d'énergie par l'interpolation. Cette analyse POD confirme les conclusions apportée auparavant en ce qui concerne les transferts d'énergie entre échelles et apparaît comme un outil efficace et prometteur dans l'étude des phénomènes transitoires comme celui ci.
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Lagraa, Boualem. "Interaction entre les mouvements à grandes échelles et les structures pariétales dans une couche limite turbulente." Valenciennes, 2002. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/84542f6a-fa43-4a55-b554-3c8fa850e79d.
Анотація:
L'objectif de ce travail vise à une meilleure compréhension des mécanismes de la turbulence pariétale. Différentes approches expérimentales sont utilisées, la Vélocimétrie Laser Doppler (VLD), la Vélocimétrie par images de particules (PIV), et la polarographie. Le caractère non intrusif de ces méthodes a permis de préciser le comportement dynamique des structures cohérentes au voisinage de la paroi. La mise en œuvre de l'analyse conditionnelle effectuée sur les différents signaux de vitesse et du frottement, a permis de déterminer l'intensité, l'échelle et la fréquence des différents événements. L'analyse des corrélations spatio-temporelles montre que les tourbillons en épingle à cheveux évoluent par 'paquets' en formant une structure inclinée par rapport à la paroi. Les mesures à l'aide de la PIV confirment ces résultatsL'objectif de ce travail vise à une meilleure compréhension des mécanismes de la turbulence pariétale. Différentes approches expérimentales sont utilisées, la Vélocimétrie Laser Doppler (VLD), la Vélocimétrie par images de particules (PIV), et la polarographie. Le caractère non intrusif de ces méthodes a permis de préciser le comportement dynamique des structures cohérentes au voisinage de la paroi. La mise en œuvre de l'analyse conditionnelle effectuée sur les différents signaux de vitesse et du frottement, a permis de déterminer l'intensité, l'échelle et la fréquence des différents événements. L'analyse des corrélations spatio-temporelles montre que les tourbillons en épingle à cheveux évoluent par 'paquets' en formant une structure inclinée par rapport à la paroi. Les mesures à l'aide de la PIV confirment ces résultats
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Raimbaud, Quentin. "Interaction entre une onde de choc et un film de savon." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S103.
Анотація:
De nombreux travaux ont permis de montrer que les mousses ont la capacité d’atténuer fortement les effets des ondes de choc. Cependant, bien que de nombreuses théories aient été proposées, les mécanismes physiques à l’origine de cette atténuation restent majoritairement inconnus. Dans le cadre de cette thèse, afin de simplifier problème, nous avons décidé d’étudier en particulier l’interaction entre une onde de choc et l’un des composants élémentaires de la mousse : le film de savon. Pour cela, nous avons dimensionné et fabriqué un tube à choc modulaire qui nous permet de générer des ondes de choc avec différents profils de pression et de les faire interagir avec de nombreuses configurations de films de savon. Nous avons commencé par étudier l’accélération d’un film de savon impacté par une onde de choc parallèle au film. Nous avons observé la réflexion et la transmission de l’onde de choc incidente et étudié le mouvement du film afin de déterminer son temps d’accélération et sa vitesse terminale. Nous avons ensuite étudié l’effet des gradients d’épaisseur dans le film lors de la phase d’accélération . Nous avons développé un modèle permettant d’expliquer les différences comment ces gradients influencent la rupture du film.Pour finir, nous avons étudié l’interaction entre une onde de choc et un film, si celui ci n’est pas parallèle au choc. Nous avons alors observé l’apparition d’une instabilité de Kelvin-Helmholtz sur le film avant sa ruptureNumerous works have proven that liquid foams significantly attenuate shockwaves. However, even though many theories have been developed, the underlying mechanisms behind this attenuation remains mostly unknown. For the sake of simplicity, we studied the interaction between shockwaves and one of the base elements of foam: foam films. To generate the shockwaves we needed, we created a modular shocktube that allows us to modify both the shape of the pressure signal and the orientation of the films. We started by studying the acceleration of a single foam film impacted by a parallel shockwave. We observed the reflexion and transmission of the shockwave and the movement of the film, which allowed us to get the film’s acceleration time and terminal velocity. We then studied the effects of thickness gradients within the film during the acceleration phase. We developed a model to explain how these gradients affect the breaking of the films. Finally, we studied the interaction between a shockwave and a film, when the two are not parallel to each other. We observed the development of a Kelvin-Helmholtz instability in the film before its rupture
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Zarzoso, David. "Description de l'interaction entre les particules energetiques et les ondes dans les plasmas de fusion." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00765271.
Анотація:
Le contrôle de la turbulence dans les tokamaks est essentiel dans le cadre de la production d'énergie en régime stationnaire. Par ailleurs, les systèmes de chauffage produisent des particules énergétiques. Lorsque turbulence et particules énergétiques coexistent, leur interaction doit être prise en compte. Ceci constitue le cadre de ce manuscrit. Nous analysons (1) la génération de particules énergétiques et (2) l'impact de ces particules sur la turbulence. La génération de particules énergétiques est étudiée en quantifiant l'effet des particules énergétiques sur les propriétés des décharges ICRH d'ITER et introduisons la possibilité d'une anisotropie dans l'espace de vitesses, essentielle pour la modélisation de scénarios ICRH. Ceci est fait à travers le couplage d'un code full-wave 3D appelé EVE et d'un module appelé AQL, qui résout l'équation de Fokker-Planck en vitesse parallèle et perpendiculaire. L'effet des particules énergétiques sur la turbulence est mis en évidence à travers le code GYSELA en deux étapes. Dans un premier temps, nous démontrons l'excitation d'une classe de mode de particules énergétiques dans le domaine de la fréquence acoustique (EGAMs). Dans un second temps, les EGAMs sont excités en la présence de turbulence dans des simulations à forçage par le flux. Nous montrons que les EGAMs et la turbulence interagissent d'une manière extrêmement complexe. Notamment, nous montrons que le contrôle de la turbulence à travers un cisaillement oscillant excité par des particules énergétiques n'est pas immédiat. D'une part, la turbulence semblerait se propager en la présence d'EGAMs. D'autre part, le transport turbulent est modulé à la fréquence EGAM.
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Michel, Guillaume. "Parois et ondes de surface : dissipation, effet Doppler et interactions non linéaires." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEE038/document.
Анотація:
Dans cette thèse, nous étudions comment la présence de parois affecte les ondes de surface. La dissipation associée au mouillage, objet central des premiers chapitres, est abordée expérimentalement. Nous mesurons son évolution avec la taille du ménisque et montrons qu’en mouillage total des non-linéarités apparaissent dès que l’oscillation du ménisque atteint l’épaisseur des couches limites. Dans un deuxième temps, nous quantifions les échanges d’énergie ayant lieu lors de laréflexion d’une onde de surface sur une paroi oscillante, appelés effet Doppler généralisé. Après une mise en évidence expérimentale, une approche théorique les évalue et illustre comment leurs effets cumulatifs peuvent mener à des spectres en compétition avec ceux de la turbulence d’ondes. Finalement, nous traitons les interactions entre paquets d’ondes. En géométrie confinée, nous montrons que des résonances à trois ondes gravitaires sont autorisées. Dépassant la problématique des parois, nous caractérisons les interactions entre ondes gravitaires en milieu infini, puis décrivons les grandes échelles de la turbulence d’ondes capillaireIn this thesis, we study the impact of solid boudaries on surface waves. We first consider the dissipation caused by dynamical wetting. We experimentally show how the damping of surface waves evolves with the size of the meniscus and demonstrate that in perfect wetting it leads to a nonlinear behavior as soon as the meniscus oscillation amplitude compares to the thickness of the boundary layer. Secondly, we investigate energy exchanges through scales occuring when a surface wave reflects on an oscillating wall, the so-called generalized Doppler effect. We evidence the creation of Doppler-shifted waves, compute their amplitudes and illustrate how the continuous bouncing of surface waves on wavemakers may lead to self-similar spectra competing with the ones of wave turbulence. Finally, we focus on nonlinear interaction between surface waves. We prove that gravity waves can undergo triad resonances in confined geometry. Going beyond the consequencies of solid boundaries, we perform experiments on four-wave interactions in the gravity regime and describe large scales in capillary wave turbulence
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Moreau, Julien. "Interaction entre un jet et un tourbillon compressé : étude expérimentale de l'aérodynamique et du mélange." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT049H.
Анотація:
Les qualités de la combustion dans les cylindres moteurs ainsi que les émissions polluantes résultent d'un couplage entre le mélange et le niveau élevé de turbulence en fin de compression. La solution proposée est l'étude de la possibilité de réaliser une stratification du mélange en utilisant la structure dissipative de type "tumble" pour transporter le carburant jusqu'à la bougie. Une configuration modèle a donc été mise en place afin d'étudier l'interaction entre un jet d'air et une structure tourbillonnaire compressée. Des campagnes expérimentales par vélocimétrie par image de particules (PIV) ainsi que par fluorescence (PLIF) visant à mesurer le champ de vitesse et le champ de concentration ont conduit la mise en évidence d'une forte modification de la dynamique du tourbillon et de sa rupture durant la compression. Le processus de dissipation est ainsi plus long durant le cycle entraînant un niveau de turbulence faible en fin de compression.
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Bariki, Chaimae. "Interaction entre une flamme de prémélange et une structure tourbillonnaire." Thesis, Orléans, 2018. http://www.theses.fr/2018ORLE2067.
Анотація:
Comprendre et prédire les différents mécanismes en jeu dans les flammes prémélangées turbulentes est un enjeu crucial pour le dimensionnement ou l’optimisation de nombreux systèmes de combustion. Les écoulements réactifs turbulents se caractérisent par une interaction complexe entre les mouvements hydrodynamiques, le dégagement de chaleur produit par la flamme et la turbulence. Ce défi étant extrêmement difficile à relever, l’étude préalable des interactions entre une flamme plane et une structure tourbillonnaire fournit un cadre canonique idéal pour mieux appréhender et comprendre les mécanismes physiques à l’oeuvre. Dans cette perspective, des études expérimentales ont été réalisées utilisant un brûleur à jet impactant alimenté par un prémélange (méthane/air, propane/air, hydrogène/air). Un panel de techniques expérimentales ainsi que des outils numériques ont été utilisés pour caractériser finement les interactions entre une flamme de prémélange et un vortex toroïdal. En modifiant la richesse et la composition du mélange ainsi que l’intensité du vortex, le suivi temporel de l’interaction a permis d’extraire différentes informations telles que la dynamique de la surface de flamme, de l’étirement et de la courbure du front de flamme ainsi que les vitesses de déplacement/consommation. De surcroit, la structure interne du front de flamme a été étudiée en la décomposant en une zone de préchauffage et une zone de réactionUnderstanding and predicting the different mechanisms at play in turbulent premixed flames is a tremendously difficult issue for sizing or optimizing many combustion systems. Turbulent reactive flows are characterized by a complex interaction between the fluid motion, the inherent heat generated by the flame and turbulence. This challenge being extremely difficult to meet, the study of the interactions between a flat flame and a toroidal vortex provide an ideal canonical framework to better understand the physical mechanisms at play. In this perspective, experimental studies were carried out using a stagnation burner fed by a premixed fuel and air (methane/air,propane/air, hydrogen/air). A panel of experimental techniques as well as numerical tools have been used to characterize thoroughly the flame/vortex interactions. By modifying the equivalence ratio, the mixture composition and the vortex intensity, the temporal evolution of the interaction enable the extraction of the flame surface, the flame front stretch and curvature as well as the displacement/consumption speeds. In addition, the internal flame structure is deeply investigated by decomposing the flame front into a preheat zone and a reaction zone
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Benrabah, Omar. "Mesure des vitesses en milieu diphasique par velocimetrie laser : interaction entre le mouvement des particules solides et la turbulence." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13108.
Анотація:
Un circuit logique incorpore a la chaine de mesure permet de distinguer entre les signaux provenant de la phase continue et ceux des grosses particules. On montre l'existence d'une vitesse de glissement solide-liquide qui depend de la concentration du diametre moyen des particules et de la vitesse d'ecoulement. La presence des particules solides reduit la turbulence du milieu porteur
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Benrabah, Omar. "Mesure des vitesses en milieu diphasique par vélocimétrie laser interaction entre le mouvement des particules solides et la turbulence /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376117493.
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Silva, Carlos Frederico Neves Bettencourt da. "Le Rôle des structures cohérentes dans le contrôle et interactions entre échelles dans les jets ronds, plans et coaxiaux." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0060.
Анотація:
Dans cette etude, le role des structures coherentes pour trois differents problemes d'ecoulements turbulents et en transition est etudie par des simulations numeriques directes et des grandes echelles. La premiere etude concerne le controle des jets circulaires. La generation de jets en bifurcation avec trois forcages differents a ete etudiee par l'analyse de leur dynamique tourbillonnaire. Les taux d'elargissement les plus eleves sont obtenus par l'excitation simultanee du mode dominant et de son sous-harmonique. La possibilite de controler le jet a des nombres de reynolds eleves depend des chances de survie d'une structure tourbillonnaire primaire dans un milieu de forte activite turbulente a petite echelle. La deuxieme etude analyse l'effet des larges tourbillons sur les interactions locales entre echelles resolues et sous-maille dans des jets plans turbulents et en transition. Il est demontre comment la presence de ces structures augmente les echanges energetiques entre different echelles. Les mecanismes les plus importants pour la dynamique des echelles resolues sont l'advection et les interactions pression-vitesse, tandis que la diffusion sous-maille est localement plus importante que le transfert. L'hypothese d'equilibre local n'est pas verifiee a cause des valeurs locales tres elevees d'advection d'energie cinetique sous-maille. La dissipation visqueuse sous-maille se situe surtout au centre des tourbillons. La derniere etude est basee sur l'evolution des tourbillons dans le champ proche d'un jet coaxial. Cette etude analyse les tourbillons primaires resultant de l'instabilite de kelvin-helmholtz et du phenomene de fermeture entre les couches de cisaillement interieure et exterieure du jet. L'etude s'interesse aussi a la formation d'une grande region de recirculation, decrite par des travaux experimentaux anterieurs, et son role dans la generation de tourbillons longitudinaux, de nature differente des tourbillons resultant des instabilites secondaires dans des ecoulements cisailles libres.
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Fontaine, Alain. "Interaction entre une onde acoustique et un fluide : application à la thermoacoustique et à la séparation des constituants d'un mélange binaire par onde ultrasonore." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1949/.
Анотація:
Ce travail de thèse s'intéresse à deux problématiques mettant en jeu des interactions entre fluide et ondes acoustique. Dans la première partie, on présente la modélisation numérique d'un réfrigérateur thermoacoustique, dispositif dans lequel une acoustique permet d'engendrer une différence de température de part et d'autre d'une paroi solide. On s'intéresse particulièrement à l'influence de la loi d'état du gaz sur l'effet thermoacoustique. Dans la deuxième partie, on présente une nouvelle configuration pour la séparation des espèces d'un mélange binaire. Il s'agit de générer un écoulement monocellaire dans une cavité rectangulaire en microgravité, à l'aide d'ondes ultrasonores. Nous y exposons l'étude analytique, numérique ainsi que l'étude de stabilité de cette configurationIn the present work, we study the interaction between an acoustic wave and a compressible and incompressible fluid. In the first part, we present the numerical study of a thermoacoustic refrigerator and more particularly the influence of the gas state equation on the thermoacoustic effect. Thermoacoustic heat pumping is a complex phenomenon which leads to a hydrodynamic heat flux in the thermal boundary layer near a porous medium, due to acoustic waves. The second part deals with the influence of acoustic streaming on species separation of a binary mixture in a shallow cavity cell subjected to temperature gradient and under microgravity. The unicellular flow inducted by the streaming may lead to significant species separation. Analytical results are corroborated by direct numerical simulations. Then, a linear stability analysis of the unicellular flow is performed
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Philit, Mickaël. "Modélisation, simulation et analyse des instationnarités en écoulement transsonique décollé en vue d'application à l'aéroélasticité des turbomachines." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDL0033/document.
Анотація:
Dans la conception des turbomachines modernes, la prédiction des phénomènes aéroélastiques est devenue un point clé. La tendance à réduire la masse et à augmenter la charge des composants aérodynamiques accroit le risque de rupture. Dans un tel contexte, la compréhension et la bonne prédiction des diverses instabilités constituent un enjeu industriel et scientifique majeur. Le présent travail de recherche a pour objectif d’améliorer la prédiction des phénomènes instationnaires intervenant dans les problèmes d’aéroélasticité en turbomachines. Cette thèse est plus particulièrement axée sur la simulation de l’interaction onde de choc/couche limite. Le support d’étude est une tuyère transsonique présentant un écoulement avec des zones décollées. L’oscillation forcée de l’onde de choc est simulée grâce à une méthode de petites perturbations instationnaires couplée avec une hypothèse de turbulence variable. Cette approche est validée par comparaison avec des mesures. Elle permet une prédiction tout à fait satisfaisante du premier harmonique de pression sur la paroi de la tuyère. Ce travail a montré la nécessité de linéariser le modèle de turbulence. Le besoin de dériver le modèle de turbulence nous a amené à investiguer la modélisation faite pour prédire l’interaction onde de choc/couche limite. Un modèle de turbulence à deux équations complété par une équation de « retard » est implémenté afin de capter un déséquilibre de la turbulence. Les résultats obtenus en tuyère sont cohérents avec la théorie mais une surproduction d’énergie turbulente en présence de bord d’attaque rend le modèle inefficace pour des configurations de turbomachines. Au final, l’introduction d’un limiteur de viscosité turbulente dans un modèle de turbulence à deux équations s’avère donner de bons résultats. La méthode de dérivation du modèle est alors présentée sur le modèle de Wilcox proposé en 2008. Enfin, la technique de linéarisation est étendue à la problématique aéroélastique. Une approche de couplage fluide-structure faible est adoptée. L’oscillation structurelle des aubages suivant les modes propres est considérée mais en laissant la fréquence évoluer au cours du couplage. La nouvelle méthode utilisée s’appuie sur la construction d’un méta-modèle du comportement dynamique du fluide afin de résoudre directement le système fluide-structure couplé. Cette technique est validée sur une configuration de grille annulaire de turbine en haut subsonique et présente l’avantage d’un temps de calcul réduitIn modern turbomachinery design, predicting aerolastic phenomena has become a key point. The development of highly loaded components, while reducing their weight, increases the risk of failure. In this context, good understanding and prediction of various instabilities are a major industrial and scientific challenge. This research work aims to improve the prediction of unsteady phenomena involved in turbomachinery aeroelasticity. This study focuses especially on the simulation of shock wave/boundary layer interaction. To begin with, a transonic nozzle separated flow is investigated. Forced oscillation of the shock wave system is simulated through a small unsteady perturbation method combined with the assumption of variable turbulence. This approach is validated against exprimental measurements. The first harmonic of pressure on the wall of the nozzle is predicted quite satisfactorily. The need to linearize the turbulence model was shown of high importance. Deriving the turbulence model, leads us to investigate the turbulence modeling performed to predict the shockwave/boundary layer interaction. A two equations turbulence model supplemented by a "time-lagged" equation is implemented to capture non-equilibrium effects of turbulence. All achieved results for a nozzle are consistent with theory, but overproduction of turbulent kinetic energy at leading edge makes the model useless for turbomachinery configurations. However, the introduction of an eddy viscosity stress limiter inside a two-equation turbulence model proves to give good results. The derivation method is thus presented on such a model, precisely on Wilcox model proposed in 2008. Finally, the linearization technique is extended to aeroelastic problems. A loose fluid-structure coupling strategy is adopted. The structural oscillation of the blades is considered for eigen-modes but frequency is free to change during coupling resolution. The new approach is based on the building of a meta-model to describe the fluid dynamic behavior in order to solve directly the coupled fluid-structure system. This technique is validated on a standard high subsonic turbine configuration and takes advantage of a reduced computation time
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Barillon, Bruno. "Interaction entre un jet gazeux chargé de particules réactives et une surface chaude : application à un procédé de dépôt de couches minces." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1996_BARILLON_B.pdf.
Анотація:
Ce travail présente les résultats relatifs à l'étude d'un procédé original de dépôt de couches minces. Celui-ci repose sur la projection de particules transportées par un jet gazeux turbulent, sur un substrat chaud où elles subissent une transformation chimique donnant naissance à un dépôt uniforme et adhérent. Le rendement global du procédé dépend de plusieurs processus couples: hydrodynamique (écoulement du gaz vecteur et des particules), transferts de chaleur et de matière (gaz-particules-substrat) et caractéristiques chimiques des réactions. Une des originalités du travail est d'étudier chacun de ces facteurs de manière successive et indépendante afin d'en déterminer leur importance relative et d'identifier les étapes limitantes. L’étude est, de ce fait, menée en 3 étapes: maquettes froide, tiède et chaude. Les deux premières, effectuées avec des solides modèles, ont notamment permis de déterminer l'histoire thermique des particules. La dernière est réalisée en impulsionnel puis en continu avec des particules susceptibles de donner effectivement naissance à une couche mince. Un modèle est finalement proposé pour rendre compte et prévoir de façon très satisfaisante l'épaisseur du dépôt et le rendement du procédé
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Colin, Muriel. "Modélisation d'un réflectomètre mode X en vue de caractériser les fluctuations de densité et de champ magnétique : applications aux signaux de Tore Supra." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10181.
Анотація:
Cette étude porte sur l'interaction entre l'onde sonde et les fluctuations du plasma en réflectométrie dans les plasmas de fusion. Il a été montré qu'une telle interaction, quelle que soit la polarisation de l'onde sonde, peut être décrite par une équation de Mathieu. Pour vérifier la validité du modèle proposé, des codes numériques ont été développés (mode O et mode X). Ces validations étant effectuées, la part respective de l'onde rétrodiffusée par les fluctuations de densité et de champ magnétique a été déterminée, confirmant que les fluctuations de densité sont prépondérantes pour la plupart des situations expérimentales des plasmas de tokamak. Les performances des méthodes numériques développées ont permis les simulations des expériences existantes. La détermination quantitative des perturbations induites par des fluctuations a été effectuée pour des fluctuations cohérentes, et un premier lien entre le spectre des variations de phase et le spectre de la turbulence a été établiThis work deals with the interaction between a probing wave and plasma fluctuations. For all probing wave polarization in reflectometry expermiments, this interaction can be described by a Mathieu's equation. In order to check the validity domain of our model we have developed softwares with new numerical schems (both in O-mode and X-mode). After these validations, the ratio of the wave amplitude backscattered by density and magnetic fluctuations has been evaluated, and we have confirmed that the density fluctuations are prominent in most of cases in tokamak expermiments. The accuracy of numerical methods is high enough to simulate the reflectometer experiments. The part of coherent fluctuations in 1D is now well determined and a new connection between the spectrum of the phase variations and the turbulence spectrum has been shown
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Hadjadj, Abdellah. "Analyse physique et simulation numérique des écoulements compressibles ; application aux tuyères de propulseurs." Phd thesis, Université de Rouen, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011622.
Анотація:
Cette thèse étudie essentiellement des phénomènes touchant au domaine aéronautique et spatial. Elle traite l'examen par simulations numériques des écoulements dans les tuyères de moteur fusée, les écoulements d'arrière-corps, et les écoulements dans les entrées d'air supersoniques. La motivation principale de ce travail a été de comprendre les différents facteurs qui gouvernent ces écoulements. Le mémoire est organisé en huit chapitres et aborde successivement les modèles mathématiques, leur intégration numérique et l'exploitation des résultats obtenus dans un but de compréhension des phénomènes physiques rencontrés dans des configurations d'écoulements pratiques. Faisant suite au chapitre 1, introductif au contenu de la thèse, le chapitre 2 est consacré au développement des modèles physiques et mathématiques. Le chapitre 3 décrit la méthode numérique utilisée. Le chapitre 4 traite le problème délicat des conditions aux limites. Le chapitre 5, quant à lui, étudie le décollement de jets dans les tuyères de moteurs fusées. L'attention est portée sur les phénomènes apparaissant à l'intérieur de la tuyère (position du point de décollement, développement des structures tourbillonnaires à l'amorçage de la tuyère, apparition du phénomène de réflexion de Mach). Le chapitre 6 est consacré à l'étude détaillée des écoulements d'arrière-corps. Le chapitre 7 concerne les interactions de chocs, en particulier les transitions possibles entre réflexion régulière et réflexion de Mach. Le document se termine par une conclusion générale qui fait l'objet du chapitre 8 et reprend les objectifs du travail et les principaux résultats obtenus.
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Ayet, Alex. "Flux de quantité de mouvement à l'interface air-mer : approche théorique du couplage entre turbulence et vagues de vent On the Impact of Long Wind-Waves on Near-Surface Turbulence and Momentum Fluxes, in Boundary-Layer Meteorology volume 174, March 2020 Scalewise return to isotropy in stratified boundary layer flows, in JGR Atmospheres 125 (16), August 2020 Scaling laws for the length scale of energy‐containing eddies in a sheared and thermally stratified atmospheric surface layer, in Geophysical Research Letters 47(23), December 2020." Thesis, Brest, 2020. http://www.theses.fr/2020BRES0038.
Анотація:
Malgré de nombreuses études, le lien de causalité entre vent et vagues fait toujours l’objet de controverses : cela est dû entre autres au caractère multi-échelle d'une surface océanique réaliste, et à la présence de déferlements, qui modifient radicalement sa topologie. Dans cette thèse, ces deux questions sont abordées sous un angle théorique, à travers un modèle phénoménologique, qui relie les propriétés spectrales et moyennées de la turbulence proche de paroi en utilisant la géométrie de tourbillons attachés à celle-ci. La première partie de la thèse revisite ce modèle phénoménologique en questionnant ses hypothèses sous-jacentes et révèle, en particulier, des incohérences dans les modèles utilisés pour décrire le terme de redistribution d'énergie entre composantes turbulentes (modèle de Rotta). Le modèle phénoménologique est ensuite utilisé pour étudier le couplage entre vagues de vent longues (de l'ordre de 10m) et turbulence. Les résultats démontrent que la déformation des tourbillons attachés induite par cette interaction pourrait expliquer une partie de la variabilité des flux de quantité de mouvement à un vent moyen donné. Finalement, le couplage entre la turbulence et les vagues courtes et déferlantes est abordé en définissant une sous-couche rugueuse dans laquelle les propriétés des tourbillons attachés sont définies par la vitesse des fronts déferlants dominants pour un vent donné. Ces deux études posent les bases d'un nouveau paradigme, permettant d'étudier le couplage multi-échelle entre le spectre turbulent et le spectre des vagues. Celui-ci pourrait permettre de mieux prendre en compte l'influence de paramètres environnementaux sur les flux de quantité de mouvement et de chaleur. Il ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour les études théoriques et pour l’exploration des données expérimentalesDespite numerous works, the causal link between wind and waves is still a controversial subject. This is due, among others, to the multi-scale nature of a realistic ocean surface and to wave breaking, which changes its topology. In this thesis, such problems are studied from a theoretical perspective, using a phenomenological model linking the spectral and averaged properties of wall-bounded turbulence through the geometry attached eddies.The first part of the thesis revisits this phenomenological model by questioning its underlying assumptions and, in particular, reveals inconsistencies in the models used for the energy redistribution between turbulence components (the Rotta model). The phenomenological model is then used to study the coupling between long wind-waves (of order 10m) and turbulence. Results indicate that the deformation of attached eddies, induced by this interaction, could explain some of the variability in momentum fluxes for a given mean wind. Finally, the study of the coupling between turbulence and short breaking waves is approached by defining a roughness sublayer, in which the properties of the attached eddies depend solely on the speed of the dominant breaking fronts for a given wind. These two studies from the basis of a new paradigm to study the multi-scale coupling between the turbulent and wave spectra. This would allow accounting for the influence of environmental parameters on momentum and heat fluxes, and opens new paths both from a theoretical perspective and for the analysis of experimental data