Contribution à l'étude des forces hydrodynamiques agissant sur une bulle en régime faiblement inertiel

Juaneda, Yann (2006) Contribution à l'étude des forces hydrodynamiques agissant sur une bulle en régime faiblement inertiel. (Contribution to the study of hydrodynamics forces acting on a bubble in low inertia conditions.)

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Abstract

La dynamique de bulles isolées dans un écoulement de Couette cylindrique laminaire a été étudiée expérimentalement. Le dispositif expérimental composé de deux cylindres co-axiaux permet d'observer et d'enregistrer des trajectoires de bulles dans l'entrefer et, dans certaines conditions, d'obtenir des positions d'équilibre pour des bulles. Une étude théorique de la stabilité de ces positions d'équilibre a été effectuée. Les expériences réalisées en laboratoire et en conditions de microgravité couvrent une gamme de nombre de Reynolds de bulles de 0.01 à 1. Les trajectoires de bulles ont été analysées par traitement d'images. A partir des résultats, les coefficients dynamiques de portance et de traînée ont pu être obtenus, avec une grande précision pour les bulles en position d'équilibre. L'influence de la proximité de la proximité de la paroi sur la dynamique a pu être quantifiée et comparée à des modèles analytiques. ABSTRACT : Dynamics of isolated bubbles in a laminary cylindrical Couette flow has been experimentaly studied. The experimental device build up with two horizontal coaxial cylinders allowed to observe and capture bubbles trajectories and, under specific conditions, bubbles equilibrium positions. A theoretical study of this equilibrium positions stablity has been realized. Laboratory and microgravity conditions experiments cover a large range of bubble Reynolds number from 0.01 to 1. Bubble motions have been analyzed with an image processing method. Thanks to the results, lift and drag dynamic coefficients have been obtained, with a great precision for bubbles in equilibrium position. Behaviour of dynamics in the wall vicinity has been quantified and compared to analytical models.

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