Étude de l'écoulement dans un coude : influence des caractéristiques de l'écoulement amont / Olivier Barbara ; sous la direction de Pierre Gajan

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 1998

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Gaz -- Écoulement

Gajan, Pierre (1957-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Résumé / Abstract : Le travail réalisé est une contribution à l'analyse des écoulements réels dans des conduites de transport de gaz. La géométrie prise en compte est un coude à 90°, de section circulaire et de rapport rayon de courbure / diamètre de conduite égal à 1,5. Les trois approches complémentaires (expérimentale, numérique et théorique) ont permis d'étuider l'influence des conditions d'écoulement en entrée du coude sur l'écoulement résultant. Quatre types de conditions d'écoulement sont ainsi considérés (écoulement établi, écoulement en rotation centrée, écoulement axial dissymétrique et couplage rotation-dissymétrie). Le nombre de Reynolds basé sur la vitesse débitante et sur le diamètre de conduite est fixé à 100.000. Les essais réalisés sur un banc hydraulique comprennent des mesures de vitesse par anémométrie Doppler Laser et des visualisations d'écoulement. Pour le calcul, le code industriel Fluent est utilisé. Pour un écoulement amont établi, les évolutions respectives des champs de pression, de vitesse axiale, de l'écoulement secondaire et de turbulence sont analysées en détail et caractérisées à l'aide de différents paramètres. Lorsque l'écoulement amont présente une rotation centrée, une intensité critique de giration est observée pour laquelle l'écoulement secondaire à l'aval du coude passe d'un régime à deux vortex contrarotatifs à un régime ne présentant plus qu'un seul tourbillon décentré. Pour un écoulement amont dissymétrique, l'influence de la position angulaire du maximum de vitesse par rapport au plan de symétrie du coude a été étudiée. Lorsque le maximum de vitesse axiale est placé dans le plan de symétrie du coude, la dissymétrie initiale se conjugue à la dissymétrie occasionnée par le coude. Par contre, si ce maximum est placé en dehors de ce plan, une rotation d'ensemble de l'écoulement est observée en aval du coude. Lorsque l'écoulement amont est à la fois dissymétrique et giratoire, les influences respectives de ces deux perturbations s'ajoutent ou se retranchent provoquant ainsi, en sortie, une augmentation ou une diminution de la rotation initiale pouvant aller jusqu'à son changement de signe. L'utilisation de la théorie de Kitoh permet de regrouper et d'expliquer les résultats complexes observés.