Cavitation et phénomènes d'interface
Résumé
Introduction, concepts de base; implosion d'une bulle de cavitation; dynamique des cavits attachées; cavitation dans les structures tourbillonnaires; applications industrielles.
Contenu
INTRODUCTION, CONCEPTS DE BASE:
- Définitions, historique, effets et types de cavitation
- Transition liquide-vapeur, tension dans les liquides
- Equilibre statique d'un germe, rôle de la tension superficielle
IMPLOSION D'UNE BULLE DE CAVITATION
- Dynamique d'une bulle isolée: Équation de Rayleigh-Plesset
- Micro jet, onde de choc, sonoluminescence
- Implosion d'une bulle à proximité d'une surface solide
- Implosion d'une bulle à proximité d'une surface libre plane
- Implosion d'une bulle au sein d'un volume confiné (jets et gouttes)
- Effet du champ d'accélération (cas particulier : gravité terrestre)
- Mécanismes d'érosion
- Effets thermodynamiques
DYNAMIQUE DES CAVITS ATTACHÉES :
- Apparition et stabilité des cavités attachées
- Mécanisme de lâcher des cavités transitoires
- Rôle de la couche limite (rugosité) et du gradient de pression
- Effets d'échelle
- Agressivité hydrodynamique
CAVITATION DANS LES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES
- Cavitation du tourbillon marginal, rôle des germes et de Reynolds
- Cavitation dans les tourbillons de von Karman
APPLICATIONS INDUSTRIELLES:
- Cavitation dans les machines hydrauliques
- Essais de cavitation sur modèles réduit de machines hydrauliques
- Techniques de surveillance de la cavitation
Mots-clés
Cavitation, implosion d'une bulle, érosion de cavitation, luminescence
Compétences requises
Cours prérequis indicatifs
- Mécanique des fluides
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Décrire le comportement physique d¿un écoulement en termes scientifiques, AH1
- Relier les comportements des écoulements aux paramètres adimensionnels (nombre de Reynolds, Mach, etc . ) , AH2
- Décrire le phénomène de cavitation en termes physiques et les conséquences ; prédire l'apparition des poches de cavitation dans un écoulement, AH8
- Exposer la typologie des écoulements de physique complexe, tels que multiphasique, combustion.
Méthode d'enseignement
Cours ex-cathedra, exercices écrits, laboratoires, mini-projets
Méthode d'évaluation
Examen oral
Ressources
Bibliographie
- Notes de cours : http://lmh.epfl.ch/Teaching/Cavitation
- J. P. Franc et al, "La Cavitation : Mécanismes industriels et aspects industriels", Collection Grenoble Sciences - ISBN 2-86883-451-5
- Ch. Brennen, "Cavitation and Bubble Dynamics" 1995 by Oxford University Press Inc.:http://caltechbook.library.caltech.edu/1/5/BUBBOOK.pdf
Ressources en bibliothèque
Liens Moodle
Dans les plans d'études
- Semestre: Automne
- Forme de l'examen: Oral (session d'hiver)
- Matière examinée: Cavitation et phénomènes d'interface
- Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Projet: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: optionnel
- Semestre: Automne
- Forme de l'examen: Oral (session d'hiver)
- Matière examinée: Cavitation et phénomènes d'interface
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- Projet: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
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- Projet: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
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