Contribution à l'étude numérique de l'écoulement entre disques coaxiaux avec source de débit axial

Abstract

Le problème de l'écoulement laminaire d'un fluide visqueux incompressible entre deux disques parallèles à écoulement axial a été étudié numériquement. Des cas impliquant deux disques fixes ainsi que des cas où un disque est soumis à une rotation ont été étudiés. La méthode numérique utilisée est celle de l'intégrale locale sur des volumes finis également connue sous le nom de méthode SIMPLER. En l'absence de rotation, plusieurs zones de recirculation ont été trouvées lorsque le débit axial était suffisamment élevé. À des taux plus faibles, une seule zone a été trouvée dans la zone proche de la zone d'entrée. Au fur et à mesure que le débit augmente, la taille de la zone de recirculation augmente considérablement. Lorsque le débit est relativement élevé, une deuxième bulle apparaît sur le disque opposé plus bas dans le domaine. Bien qu'elle ait été trouvée expérimentalement, on pense que cette deuxième bulle de recirculation n'a jamais été obtenue numériquement. Avec l'ajout de la rotation, il a été constaté que lorsque le débit est suffisamment élevé, les effets de la rotation ne peuvent être observés que près de la zone de sortie des disques. Cependant, lorsque la rotation domine le domaine, les effets du débit ne peuvent être observés que dans une petite zone près de la région d'entrée. Les résultats de cette thèse ont également confirmé la validité de l'hypothèse de von Karman et Prandtl dans des régions relativement grandes.