Seuils de stabilité pour un écoulement engendré dans une cavité cylindrique avec surface libre et fond tournant

Par une étude de stabilité linéaire nous nous proposons d'analyser un écoulement dans une cavité cylindrique fixe remplie de fluide, dont le fond tourne. Le rayon de la cavité est grand devant la hauteur de fluide. Ce travail s'inspire d'une étude expérimentale récente, réalisée à Marseille, (Poncet & Chauve 2007) qui a mis en évidence une instabilité aux motifs particulièrement intéressants. La rotation et la présence d'une surface libre rendent difficile la simulation numérique car la déformation de cette dernière impose d'utiliser des codes de calculs permettant de prendre en compte des géométries complexes. Dans une première approche, nous avons utilisé une modélisation de la surface libre plane (conditions de symétrie) afin de comparer les résultats expérimentaux et notre étude de stabilité linéaire. Nous discuterons de la pertinence de cette modélisation c'est à dire de la nécessité de prendre en compte la déformation de la surface

The transition to aeration in two-phase mixing in stirred vessels

We consider the mixing of a viscous fluid by the rotation of a pitched blade turbine inside an open, cylindrical tank, with air as the lighter fluid above. To examine the flow and interfacial dynamics, we utilise a highly-parallelised implementation of a hybrid front-tracking/level-set method that employs a domain-decomposition parallelisation strategy. Our numerical technique is designed to capture faithfully complex interfacial deformation, and changes of topology, including interface rupture and dispersed phase coalescence. As shown via transient, three-dimensional direct numerical simulations, the impeller induces the formation of primary vortices that arise in many idealised rotating flows as well as several secondary vortical structures resembling Kelvin-Helmholtz, vortex breakdown, blade tip vortices, and end-wall corner vortices. As the rotation rate increases, a transition to `aeration' is observed when the interface reaches the rotating blades leading to the entrainment of air bubbles into the viscous fluid and the creation of a bubbly, rotating, free surface flow. The mechanisms underlying the aeration transition are probed as are the routes leading to it, which are shown to exhibit a strong dependence on flow history.Comment: 14 pages, 9 figure

Free surface deformation generated by a rotating disk

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Effet de la rotation sur les instabilités thermocapillaires dans un pont liquide chauffé latéralement

abstrac

Thermocapillary instabilities with crystal and feed rod rotation in laterally heated liquid bridge

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Heat transfer by Görtler vortices developed on a wall with finite conductivity

International audienceGörtler vortices are streamline vortices that appear in a flow over a concave wall as a result of centrifugal instability. They have a strong influence on the heat transfer. The purpose of this study is to model the heat transfer enhancement by those vortices using a weakly nonlinear analysis. Computations of basic state coupled with spatial first and second order perturbations provide this heat transfer enhancement, at the fluid-wall interface, as a function of the Prandtl number, the dimensionless wall thickness and the thermal conductivity ratio between the wall and the fluid

Heat transfer enhancement by the Goetler vortices developed on a wall with a finite thermal conductivity

International audienc

Seuils de stabilité pour un écoulement à surface libre engendré dans une cavité cylindrique tournante à petit rapport de forme

Par une étude de stabilité linéaire nous nous proposons d’analyser un écoulement dans une cavité cylindrique remplie de fluide, dont le fond tourne. Le rayon de la cavité est grand devant la hauteur de fluide. Une étude expérimentale récente [S. Poncet, M.P. Chauve, J. Flow Vis. Image Process 14 (2007) 85–105] a mis en évidence une instabilité aux motifs particulièrement intéressants. Dans ce travail, nous considérons une modélisation de la surface libre plane (conditions de symétrie) afin de comparer les résultats expérimentaux et notre étude de stabilité linéaire. Nous discuterons de la pertinence de cette modélisation, c’est-à-dire de la nécessité de prendre en compte la déformation de la surface

Poster: Self Inducing Subharmonic Waves

International audienceHigh frequency excitation at 100g accelerationamplitude drives new wave modes on a verticallyvibrated sessile drop. We showcase a self inducingphenomenon that couples high-mode subharmonicwaves.Unlike Faraday waves, the sessile drops experience apolar dependence of the parametric vibration. Ratherthan the harmonics of vertical vibration, it is theaxisymmetric harmonic waves that induce azimuthalsubharmonic waves near the contact line − forexample, a two-mass parametric vibrated pendulumin harmonic-subharmonic coupling state. Wetherefore conclude that all subharmonic waves are not Faraday waves