| Attributes | Values |
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| type
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| Thesis advisor
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| Author
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| alternative label
| - Instabilities developped in the wake of cylinders, fixed or moving freely in a viscous fluid
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| dc:subject
| - Simulation numérique
- Thèses et écrits académiques
- Simulation par ordinateur
- Reynolds, Nombre de
- Formes normales (mathématiques)
- Sillage (dynamique des fluides)
- Bifurcation et symétrie
- Cylindre solide
- Ecoulement incident
- Instabilité de sillage
- Théorie des formes normales
- dynamique libre
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| preferred label
| - Instabilités de sillage générées derrière un corps solide cylindrique, fixe ou mobile dans un fluide visqueux
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| Language
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| Subject
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| dc:title
| - Instabilités de sillage générées derrière un corps solide cylindrique, fixe ou mobile dans un fluide visqueux
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| Degree granting institution
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| note
| - This work is about the understanding of instabilities developped in the wake of solid axisymetric bodies immersed into a newtonian, homogenous, incompressible and monophasic fluid. The shape of objects is cylindrical; their height do not exceed their diameter. Comparisons are done in reference with the solid sphere case. Two approaches are considered: the fixed and the dynamic cases. For the first case, we study the generation of vortex backing fixed obstacles, due to the incoming steady flow. Reynolds number, based on a characteristic length of the system, the fluid's kinematic viscosity and the incident velocity, permits the access of creeping flows until the route to chaos. For the second case, the body is placed freely in a viscous and inert fluid under the effect of gravity field. Hereby, adimensional parameters are the ratio of density, buoyancy force, viscosity and body's geometric characteristics. Observed hydrodynamic regimes are equivalent to the ones of the fixed case. To investigate this problem, a numerical approach is undertaken. The code solves unsteady 3D Navier-Stokes equations by direct simulation with a coupled resolution of generalised kirchohff laws in the dynamic case. Moreover, a mathematic approach based on normal forms is developped and contributes to the bifurcations mapmaking.
- Ce travail porte sur la compréhension des instabilités de sillage générées par des corps solides axisymétriques immergés dans un fluide newtonien incompressible, homogène et monophasique. La forme des objets est principalement cylindrique; leur hauteur est toujours inférieure à leur diamètre. Des comparaisons sont effectuées avec le cas référent de la sphère solide. Deux contextes sont abordés: le cas fixe et le cas mobile. Le premier cas se penche sur la formation de structures tourbillonnaires en aval d'un obstacle fixe, dû à un écoulement incident uniforme et stationnaire. Le paramètre adimensionnel gouvernant la physique du problème est le nombre de Reynolds basé sur la vitesse incidente, la taille caractéristique de l'objet et la viscosité cinématique du fluide. La gamme balayée du nombre de Reynolds permet l'obtention des écoulements de Stokes jusqu'à la transition vers le chaos. Le second cas place le corps libre de se mouvoir dans un fluide visqueux au repos, sous l'effet de la gravité. Les paramètres pertinents, ici, seront le rapport des masses volumiques, le nombre d'Archimède (ou nombre de Galilée) tenant compte des effets de flottabilité, de la viscosité et des dimensions géométriques propres au corps. Les régimes hydrodynamiques observés correspondent à la même catégorie que ceux précédemment cités pour les corps fixes. L'outil utilisé pour approcher le sujet est la simulation numérique. Le code employé résout les équations de Navier-Stokes 3D instationnaires de manière directe avec, pour la partie dynamique, la résolution couplée des équations de Kirchhoff généralisées. Une étude mathématique, basée sur la théorie des formes normales, est développée pour aider à la cartographie des bifurcations rencontrées, ainsi qu'à la caractérisation des différents modes instationnaires.
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