Etude des instabilités thermocapillaires et thermogravitaires dans un bain d'huile

Autor: Sauvage, Emilien, Jacoutot, Laetitia, Fautrelle, Yves, Gagnoud, Annie
Přispěvatelé: Service irevues, irevues, Association Française de Mécanique, Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: CFM 2007-18ème Congrès Français de Mécanique
CFM 2007-18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France
actes du 18e congrès français de mécanique
CFM2007
CFM2007, Aug 2007, Grenoble, France. a paraitre
Popis: Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; La structuration de l'écoulement d'une huile aux silicones (nombre de Prandtl Pr 10, 3 = ) dans une cellule cylindrique (rayon extérieure 2 50 R mm = ) à surface libre soumise à un gradient horizontal de température est étudiée numériquement. Le fluide de hauteur [ ] 1;15 h mm Î est chauffé par un plot horizontal de rayon 1 15 R mm = à la température 1 T posé en surface au centre de la cellule et refroidi par les parois inférieures et latérales de la cuve maintenues à une température 2 T telle que 1 2 0 T T T D = - ³ . Les forces motrices de l'écoulement sont les forces thermocapillaires traduites par le nombre adimensionnel de Marangoni (Ma) et les forces thermogravitaires traduites par le nombre de Rayleigh (Ra). L'objectif est d'acquérir des connaissances fines sur les types d'instabilités thermoconvectives et leur modélisation numérique en se basant sur des résultats expérimentaux obtenus dans les travaux de doctorat de E. Favre (1997). Les simulations numériques 2D ou 3D sont réalisées avec le logiciel commercial Fluent. Un écoulement de base stationnaire et axisymétrique est obtenu dès que l'écart de température imposé T D est différent de zéro. Pour 14, 9 h mm = , une confrontation des résultats numériques et expérimentaux de l'écoulement de base est réalisée. Lorsque la contrainte thermique appliquée est augmentée, l'écoulement de base se déstabilise en différents types d'instabilités stationnaires en fonction de la hauteur de fluide considérée. L'instabilité en rouleaux co-rotatifs se développant près du plot chauffant pour des petites hauteurs 3 h mm £ et celle en rouleaux d'axes longitudinaux pour les grandes hauteurs 6 h mm > ont pu être retrouvées numériquement. Au-delà d'un second seuil, les instabilités deviennent instationnaires. Pour de faibles hauteurs de fluide, des ondes hydrothermales, instabilités ondulatoires propagatives, apparaissent en superposition des rouleaux co-rotatifs. Leurs structures ont pu être visualisées et leurs seuils d'apparition déterminés par des méthodes numériques spécifiques. La longueur d'onde et la valeur de Marangoni critique ( ) c Ma d'apparition des instabilités sont en bon accord avec les valeurs expérimentales de E. Favre (1997).
Databáze: OpenAIRE
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