Contribution à l'étude de la pulvérisation et de la dispersion dans l'air de fluides newtoniens et non-newtoniens - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2003

Contribution à l'étude de la pulvérisation et de la dispersion dans l'air de fluides newtoniens et non-newtoniens

Abstract

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Cette thèse est consacrée à l'étude du largage aérien d'eau et de mélange retardant. Les enjeux se situent à plusieurs niveaux: de la compréhension qualitative des phénomènes à la prédiction de l'influence de la formulation et de la rhéologie du fluide employé sur sa répartition au sol; ce sujet touche à de nombreux domaines de la mécanique: turbulence et mécanique statistique, mécanique des fluides diphasiques et rhéologie. La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude des ordres de grandeurs du largage aérien d'eau et de retardant. On met en évidence la similitude de ce problème avec celui du mélange turbulent dans l'instabilité de Rayleigh-Taylor. On aborde ensuite l'étude de la théologie du mélange retardant utilisé par la sécurité civile française.On met cette fois-ci en évidence l'importance de la floculation par déplétion, facteur qui compense en partie les effets viscoélastiques dus à la présence de gomme Guar. Avant d'aborder la partie simulation numérique, on effectue la modélisation de la fragmentation d'un liquide à grand nombre de Weber. Cette approche, qui fait appel à la notion de processus auto-similaire, permet de rendre compte de l'important nombre de petites gouttes dans un spray turbulent. On peut ainsi obtenir de façon quantitative un certain nombre de grandeurs caractéristiques du spray (diamètre moyen de Sauter, densité d'interface) On aborde alors une formulation mathématique rigoureuse de la mécanique des fluides dipbasiques par prise de moyenne spatiale. Ce qui aboutit à une dérivation d'une équation de transport pour la densité d'interfaces. Les équations de fermeture nécessaires sont alors dérivées en utilisant une thermodynamique des phénomènes irréversibles étendue. On effectue enfin la simulation du largage aérien d'eau et de retardant par un avion porteur d'eau. Cela se fait par découpage du problème en deux étapes: ouverture de la trappe puis dispersion de nuage. Le lien entre les deux étapes est obtenu par une méthode de changement de maillage inspirée des filtrages successifs de Germano en Simulation des grandes échelles.
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Dates and versions

tel-02020473 , version 1 (15-02-2019)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02020473 , version 1

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Cite

Nicolas Rimbert. Contribution à l'étude de la pulvérisation et de la dispersion dans l'air de fluides newtoniens et non-newtoniens : application aux largages aériens d'eau et de fluide retardant. Physique [physics]. INPL - Institut National Polytechnique de Lorraine, 2003. Français. ⟨NNT : 2003INPL007N⟩. ⟨tel-02020473⟩
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