Identifiant pérenne de la notice : 208010270
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : on trouve sur la plateforme de thèses en lignes le résumé suivant : Cette thèse presente
une étude numérique et analytique de la stabilité d'un écoulement incompressible de
type jet tournant. L'entraînement du fluide externe par le jet est modélisé numériquement
par l'hypothèse de frontières latérales et de sortie ouvertes, les conditions d'entrée
correspondant à un profile de Grabowski. L'effet d'une faible viscosité dans le voisinage
du nombre de swirl critique est étudié via une analyse asymptotique couplée à des
simulations numériques axisymétriques. Un algorithme de continuation basé sur une
méthode de projection récursive (RPM) a été implémenté pour capturer les états stationnaires
et suivre ces branches de solutions dans l'espace de paramètres ainsi que leur stabilité.
La continuation des solutions stationnaires vis-à-vis du paramètre de swirl montre
l'existence d'une bifurcation pour les nombres de Reynolds assez grands. L'analyse
asymptotique confirme ces résultats numériques. Le diagramme de bifurcation d'un jet
tournant possédant une région de recirculation est déterminé dans le cas axisymétrique.
Il est montré que l'état stationnaire subit une bifurcation de Hopf supercritique.
Enfin, la stabilité globale tridimensionnelle d'un jet tournant avec une région de
recirculation est étudiée numériquement par une méthode d'Arnoldi. L'état éclaté axisymétrique
apparaît instable vis-à-vis de perturbations tridimensionnelles hélicoïdales. L'effet
d'un gradient d'une pression extérieur sur le diagramme de bifurcation est étudié
numériquement. Pour un nombre de Reynolds Re=1000, la branche colonnaire (solutions
sans recirculation) existe dans le cas d'un gradient de pression favorable pour les
grnads paramètres de swirl, mais disparaît quand le gradient de pression est zero.
Ce résultat ouvre des perspectives pour une stratégie de contrôle pour retarder l'apparition
de l'éclatement tourbillonnaire.
Note publique d'information : on trouve sur la plateforme de thèses en lignes le résumé suivant : This thesis presents
a numerical and analytical study of the stability of incompressible swirling jets.
The entrainment of fluid by the jet is modeled numerically by assuming open lateral
and outlet boundaries, while the inlet flow is modeled as a Grabowski profile. The
effect of a small viscosity near the critical swirl number is studied by means of
axisymmetric numerical simulations and asymptotic analysis. A numerical arc-length
continuation algorithm based on the recursive projection method (RPM) was implemented
in order to identify steady state solutions, study their stability and follow them
in parameter space. Continuation versus the swirl parameter reveals the existence
of a saddle node bifurcation at high Reynolds number. Asymptotic analysis confirms
these numerical results. The bifurcation diagram for a swirling jet with a recirculation
bubble is studied in the axisymmetric case. It is shown that the steady solution undergoes
a supercritical Hopf bifurcation. The global three-dimensional stability of the flow
with a recirculation region is investigated numerically using an Arnoldi method. The
axisymmetric vortex breakdown state is shown to be unstable to three-dimensional helical
perturbations. Finally, the effect of an external pressure gradient on the bifurcation
diagram is also investigated numerically. For a Reynolds number Re=1000, the predicted
columnar state exists in the case of a favorable pressure gradient at high swirl parameter,
but disappears when the pressure gradient reduced back to zero. This suggests a control
strategy in order to delay the appearance of vortex breakdown.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
