Etude expérimentale et numérique de la topologie d'une interface gaz/liquide

Abstract

La topologie interfaciale d'une poche de gaz de grand allongement soumise à un écoulement liquide permanent et immobilisée en amont d'un obstacle, est étudiée expérimentalement et numériquement. Les ondes figées apparaissent dans une zone limitée de l'interface lorsque le nombre de Reynolds est suffisamment important (Re > 16000). Au-delà de ces valeurs de Re, leur longueur d'onde diminue progressivement. Ce comportement peut être expliqué par un modèle basé sur la théorie irrotationnelle des ondes en eau profonde. Il montre que les ondes figées sont générées par la présence de l'obstacle. Il permet également de prédire que les effets capillaires prédominent sur les effets gravitaires. Ceci est particulièrement valable pour Re > 20000. En revanche, la modélisation numérique ne prédit l'existence que d'une seule zone interfaciale, siège d'ondes progressives dont la longueur d'onde correspond à la longueur caractéristique des recirculations au sein de la poche.