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Nouar, Chérif

Overview
Works: 19 works in 23 publications in 2 languages and 25 library holdings
Roles: Thesis advisor, Other, Opponent, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Chérif Nouar
Convection thermique pour un fluide rhéofluidifiant : cas de l'écoulement de Couette-Poiseuille by Chérif Nouar( Book )

2 editions published in 1986 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Écoulements de fluides à seuil autour d'un cylindre en milieu confiné : études expérimentale et numérique by Hamdullah Ozogul( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The flow of yield stress fluids around a circular cylinder in a confined geometry has been investigated with a Poiseuille flow configuration.Experimentally, a test set-up was built which provides a continuous flow in a closed loop. We studied creeping, recirculating and vortex shedding flow regimes. New results has been realised with a Newtonian fluid and Carbopol solutions, models for yield stress behaviour in laboratory experiments and in industry. A high speed camera and a laser sheet have been used to perform images which are treated by PIV. Kinematic fields, flow morphologies and critical transition parameters have been determined.Numerically, a viscoplastic model based on the regularised Herschel-Bulkley law has been used. Results as flow morphologies, rigid areas and local flow parameters fields have been performed. That allowed us to compare the intrinsic effects of Carbopol solutions and the viscoplastic numerical model. A specific study on the wall slip has also been considered with an elasto-hydrodynamic lubrication model
Influence de la contrainte seuil sur la stabilité de l'écoulement de Poiseuille d'un fluide viscoplastique : études modale et non modale by Nadjiba Kabouya( Book )

2 editions published in 2005 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La @stabilité linéaire de l'écoulement de Poiseuille d'un fluide de Bingham est analysée. L'intérêt de cette étude provient des problèmes rencontrés lors de la cimentation de puits de pétrole ; il est ici nécessaire de connaître la structure de l'écoulement des fluides (ciment, boues de forage). En particulier, les conditions de transition laminaire-turbulent sont importantes. L'écoulement de base est caractérisé essentiellement par la présence dans sa partie centrale d'une zone iso-vitesse, où la contrainte est inférieure à un seuil, qui se déplace comme un solide indéformable. L'analyse modale qui repose sur une perturbation de forme exponentielle montre que l'écoulement est linéairement stable. Le caractère non normal de l'opérateur linéaire montre qu'une croissance transitoire de l'énergie de la perturbation est possible aux temps courts. Les perturbations optimales ainsi que les conditions de non augmentation de l'énergie sont déterminées, en fonction du nombre de Bingham
Contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite by Jorge Peixinho( Book )

2 editions published in 2004 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse est une contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite cylindrique ou annulaire. Le fluide utilisé est une solution de carbopol neutralisée. En régime laminaire, l'écoulement unidirectionnel d'un fluide à seuil est caractérisé par la présence, dans la partie centrale, d'une zone isovitesse. La fin du régime laminaire, déterminée à partir des mesures de pression et de vitesse, est retardée par la présence d'un seuil d'écoulement. Le début de la transition se manifeste par des instabilités en présence d'une zone isovitesse stable. Ce régime particulier pour le fluide à seuil est caractérisé. Par la suite, des bouffées turbulentes envahissant toute la section de la conduite, sont observées et comparées à celles obtenues pour un fluide newtonien. En régime turbulent, seuls les effets dus aux caractères rhéofluidifiants et élastiques des fluides utilisés sont mis en évidence. Enfin, l'évolution du coefficient de transfert de chaleur dans les différents régimes est déterminée montrant clairement l'effet des propriétés rhéologiques
Études numérique et expérimentale de l'instabilité de Rayleigh-Plateau : Application aux jets d'encres by Maxime Rosello( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'instabilité de Rayleigh-Plateau est utilisée dans les dispositifs d'impression à jet continu (CIJ) afin de piloter la dynamique de brisure des jets d'encre. Son étude dans ce cas de figure s'inscrit dans un cadre pluridisciplinaire relevant de la mécanique des fluides, de la rhéologie, ou encore de la physique des polymères. Le travail effectué se focalise sur l'influence des propriétés du fluide ainsi que de la géométrie de la buse d'impression sur cette dynamique. Ainsi, la caractérisation expérimentale des propriétés physicochimiques et rhéométriques des encres fait l'objet d'une attention particulière. La dynamique de brisure est ensuite modélisée à l'aide de différents logiciels de simulation numérique puis comparée aux expériences effectuées par ailleurs. Ces simulations prennent en compte lorsque c'est le cas les comportements non newtoniens des encres étudiées telles que leur propriétés rhéofluidifiantes ou viscoélastiques. Un lien étroit entre la dynamique de brisure et la forme du profil de vitesse en sortie de la buse est mis en évidence. Ce lien semble constituer une piste d'investigation particulièrement intéressante dans le cadre de la prédiction des dynamiques de jets obtenues par les dispositifs d'impression industriels
Trainée et portance dans les fluides newtoniens et les fluides à seuil by Ziemihori Ouattara( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse expérimentale et numérique s'intéresse à l'écoulement à inertie négligeable d'un fluide newtonien et d'un fluide à seuil autour d'une plaque ou d'un cylindre en présence d'une paroi. Les efforts générés et les structures d'écoulement ont été particulièrement étudiés. Pour le fluide à seuil, l'étude est centrée sur le domaine des effets de seuil grands par rapport aux effets visqueux. Pour l'approche expérimentale, un dispositif a été conçu permettant de mesurer simultanément les forces de traînée et de portance en fonction de la vitesse et de la distance obstacle/paroi. Les fluides étudiés sont un sirop de glucose Newtonien et un gel de Carbopol considéré comme un fluide à seuil modèle. Ces matériaux ont été finement caractérisés du point de vue rhéologique. Des simulations numériques utilisant le modèle viscoplastique anélastique d'Herschel-Bulkley régularisé par le modèle de Papanastasiou ont été réalisées. Les résultats obtenus avec le fluide newtonien ont permis de valider l'installation expérimentale et l'approche numérique. Les effets de la contrainte seuil, de la distance paroi/obstacle, de la rhéofluidification, de l'angle d'inclinaison de la plaque sur les coefficients de traînée et de portance ont été examinés en détail. Le régime de lubrification a été étudié pour le cylindre expérimentalement et théoriquement. La morphologie de l'écoulement (zones rigides) et les grandeurs locales ont été montrées. Des solutions analytiques de la traînée et de la portance ont été proposées. Les comparaisons entre les résultats expérimentaux et numériques ainsi qu'avec les solutions issues de la plasticité de la mécanique des sols sont analysées. Les écarts sont discutés en termes d'influence de l'élasticité et de plasticité du fluide à seuil
Instabilités secondaires dans la convection de Rayleigh-Bénard pour des fluides rhéofluidifiants by Thomas Varé( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

In the Rayleigh-Bénard configuration, we consider a thin layer of fluid confined between two horizontal slabs which is heated from below and cooled from above. This layer undergoes an instability if the thermal gradient is strong enough: a transition from the conductive state to the convective state and called _ primary bifurcation _occurs. Moreover, it happens in an ordered way: we can notice the emergence of various convection patterns such as rolls, squares or hexagons. In their turn, these patterns undergo _ secondary instabilities _ that limit the range of stable wavenumbers. These instabilities are studied theoretically _firstly near the threshold thanks to a weakly nonlinear approach, and secondly far from critical conditions thanks to a strongly nonlinear approach. We consider a shear thinning fluid, the most common rheological behavior, which is described by the Carreau model. Near the threshold, two situations are considered: the first corresponds to finite conductivity plates, the second corresponds to a thermodependent fluid. In each case, the influence of the shear thinning effect on the nature of the pattern emerging at the primary bifurcation and on secondary instabilities is highlighted. To study the convection patterns far from the critical conditions, a continuation procedure is used to determine, step-by-step, the characteristics of the flow, such as the velocity or temperature fields and the Nusselt number
Sur la stabilité globale des jets coaxiaux tournants by Asmaa Hairoud( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ce travail porte sur l'étude expérimentale et numérique de jets coaxiaux de rapports de vitesses débitantes intérieure/extérieure) inférieurs à l'unité, présentant une rotation dans le jet annulaire. Dans un premier temps, des visualisations par tomographie laser ont été réalisées dans les plans méridien et transversaux permettant une description tridimensionnelle de l'écoulement. Pour différents nombres de Reynolds, de rapport de vitesses et de nombre de Swirl, un inventaire des modes dominants a pu être établi. Les champs instantanés de vitesses ont ensuite été mesurés par Vélocimétrie par Imagerie de Particules (PIV). Les résultats de mesures de vitesses longitudinales et azimutales moyennées en temps sont présentés. Une comparaison avec les structures observées par tomographie est proposée. Une décomposition de Fourier a été effectuée permettant d'identifier les modes dominants ainsi que leur position dans la direction radiale. L'approche expérimentale a été suivie par une analyse de stabilité linéaire. Une attention particulière est portée sur l'état de base stationnaire reconstruit à partir des profils de vitesses mesurées par PIV à la sortie du jet. Étant donné que l'écoulement est non parallèle, une approche globale de la stabilité est utilisée. L'étude de la stabilité est basée sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes par des méthodes pseudo-spectrales. L'objectif de cette analyse est de retrouver la carte en mode de Fourier azimutaux observée expérimentalement. Nous nous sommes donc intéressés au taux de croissance le plus élevé de la perturbation pour chaque mode azimutal ainsi qu'à la nature convective/ absolue des modes. Pour finir, une com
Modélisation des écoulements à surface libre de fluides non-newtoniens by Nicolas Schaer( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'objectif de cette thèse est de développer un modèle numérique 3D afin d'étudier le phénomène de laves torrentielles ; écoulements visqueux fortement chargés en matière solide, surgissant en montagne lors d'orages violents. Aujourd'hui, la prévision des zones de vulnérabilité s'appuie sur des outils de calcul 0D, 1D ou 2D. Or ces outils ne peuvent représenter pleinement le comportement à surface libre des écoulements du fait de nombreuses approximations et hypothèses. Ainsi cette thèse met en œuvre un code numérique 3D pour étudier ces écoulements. Ce travail aboutit à la construction d'un modèle 3D à partir de données réelles de terrain. Plusieurs scénarios ont été étudiés et comparés à des résultats issus d'un modèle 2D. Les résultats mettent en évidence les apports non négligeables de la modélisation 3D : zones d'étalement et de dépôt, phénomènes d'encombrement, modélisation fine des écoulements dans les zones chenalisées. Préalablement, le modèle 3D a été validé en comparant les résultats numériques à des données expérimentales issues de la littérature, pour des typologies d'écoulement représentatives de celles observées sur des sites grandeur nature
Analyse non linéaire de la stabilité de l'écoulement de Poiseuille plan d'un fluide rhéofluidifiant by Abdelfateh Chekila( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'objectif de cette thèse est d'analyser l'influence des non linéarités, du comportement rhéologique des fluides rhéofluidifiants, sur les conditions de stabilité et de transition vers la turbulence. Dans un premier temps, une analyse linéaire de stabilité avec une approche modale a été réalisée. Les résultats obtenus mettent clairement en évidence l'effet stabilisant de la rhéofluidification. Ensuite, une analyse faiblement non linéaire de stabilité a été menée en vue d'examiner l'influence de la perturbation de la viscosité sur la stabilité vis à vis de perturbations d'amplitude finie. L'analyse de la contribution des termes non linéaires d'inertie et visqueux montre que, contrairement aux termes d'inertie, les termes non linéaires visqueux ont tendance à accélérer l'écoulement et favoriser une bifurcation sur-critique. Les effets rhéofluidifiants tendent à réduire la dissipation visqueuse. Finalement, une analyse fortement non linéaire de stabilité a été conduite en utilisant les techniques de suivi de branches de solutions par des méthodes de continuation. Pour pouvoir traiter les termes visqueux fortement non linéaires, un code de calcul pseudo-spectral a été développé. Des solutions non linéaires d'équilibre ont été obtenues et caractérisées pour différentes valeurs des paramètres rhéologiques
L'étude de la transition à l'état chaotique de fluides d'Herschel-Bulkley en écoulement de Taylor-Couette by Valentin Jacob( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les fluides à seuil sont des fluides non-newtoniens, complexes ou structurés. Ils sont communément rencontrés dans de nombreuses applications industrielles utilisant leurs caractéristiques et leurs propriétés physiques exceptionnelles (plastifiants, stabilisateurs, épaississants,...). Ainsi de nombreux excipients de l'industrie pharmaceutique sont de tels fluides. La plupart des fluides corporels en font partie, le sang notamment. L'étude de leur comportement et de leur écoulement est une problématique transverse dont découlent de très nombreuses applications. Osborne Reynolds a observé au XlXème siècle que lorsque l'on augmente la vitesse d'écoulement d'eau en conduite, on passe du régime laminaire (écoulement ordonné) au régime turbulent (écoulement désordonné, chaotique). Ce phénomène est lié à la fois aux propriétés intrinsèques du fluide ainsi qu'à la géométrie du système. La survenue de l'état chaotique bouleverse l'écoulement. Ainsi une prédiction du changement de régime est une donnée primordiale en génie chimique mais aussi dans toute application dans lesquelles les fluides sont transportés et/ou mis en agitation (mise en suspension de poudres, ...). Les écoulements turbulents sont fréquemment rencontrés dans l'industrie, ceux-ci correspondent à des écoulements à grande vitesse répondant aux contraintes de productivité industrielle. Ils peuvent également être privilégiés dans des procédés industriels puisqu'ils permettent un meilleur transfert de chaleur et de matière. Par contre, en présence de produits fragiles, l'écoulement laminaire peut être privilégié en vue de préserver leur intégrité, d'où l'intérêt de mieux comprendre le passage d'un régime d'écoulement à l'autre. De plus, les fluides non newtoniens ou complexes sont souvent très visqueux et les mettre en oeuvre en régime turbulent supposerait une énergie trop élevée et serait trop coûteux. Afin d'étudier la survenue de cet état chaotique, une étude expérimentale a été effectuée, et un programme simulant de tels écoulements, basé sur la loi d'Herschel-Bulkley a été réalisé. Il permet de déterminer les conditions d'apparitions de tourbillons de Taylor, qui constituent la première étape vers l'apparition de la turbulence. A travers ces travaux, il a été mis en évidence le caractère stabilisant du seuil sur l'écoulement. Il a également été observé que le nombre d'onde croit avec le seuil et avec le caractère rhéofluidifiant du fluide
Influence de la contrainte seuil sur la stabilité de l'écoulement de Poiseuille d'un fluide viscoplastique études modale et non modale by Nadjiba Kabouya( )

1 edition published in 2005 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The @linear stability of the Poiseuille flow of a Bingham fluid is analysed. The present study is motivated by the problems encountered during the cementation of oil wells. In such situations, it is mandatory to know the structure of the flow of the different fluids involved (cement, mud of drilling). More specifically, the conditions of the transition from the laminar to the turbulent regime are important. The mean flow is essentially characterized by the presence in its central part of a plug zone, which moves as a rigid solid. The modal analysis relies upon an infinitesimal disturbance of the mean flow of exponential form, and shows that the Poiseuille flow is linearly stable. The non normal character of the linear operator demonstrates that a transient growth of the energy associated to the perturbation is possible, for short times. The optimal disturbances and the conditions of non increasing energy are determined, versus the Bingham number
Contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite by Jorge Peixinho( )

1 edition published in 2004 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Cette thèse est une contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite cylindrique ou annulaire. Le fluide utilisé est une solution de carbopol neutralisée. En régime laminaire, l'écoulement unidirectionnel d'un fluide à seuil est caractérisé par la présence, dans la partie centrale, d'une zone isovitesse. La fin du régime laminaire, déterminée à partir des mesures de pression et de vitesse, est retardée par la présence d'un seuil d'écoulement. Le début de la transition se manifeste par des instabilités en présence d'une zone isovitesse stable. Ce régime particulier pour le fluide à seuil est caractérisé. Par la suite, des bouffées turbulentes envahissant toute la section de la conduite, sont observées et comparées à celles obtenues pour un fluide newtonien. En régime turbulent, seuls les effets dus aux caractères rhéofluidifiants et élastiques des fluides utilisés sont mis en évidence. Enfin, l'évolution du coefficient de transfert de chaleur dans les différents régimes est déterminée montrant clairement l'effet des propriétés rhéologiques
Transition laminaire-turbulent en conduite cylindrique pour un fluide non Newtonien by Santiago Nicolás López Carranza( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The main objective of this thesis is to provide a description of the transition to turbulence of a shear thinning fluid in pipe flow. A linear stability analysis of the base flow is done. Results show that the flow is linearly stable and the optimal perturbation is given by a pair of counter rotating vortex. This kind of perturbation is used as an initial condition of a computational code which integrates the governing equations. Inertial and viscous non linear terms generate a secondary base flow with inflection points, which is linearly unstable to 3D perturbations. A secondary instability analysis is done, regarding the shape of unstable eigenvectors. Depending the rheological parameters and the size of the primary perturbation, the unstable mode might be near the wall or the center of the pipe. Finally, a non linear stability analysis of the streaks to 3D perturbations of weak amplitude, obtaining a delay in the transition to turbulence due to shear thinning
Stabilité de l'écoulement de Taylor-Couette de fluides complexes by Yao Agbessi( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Quand on augmente le nombre de Reynolds d'un écoulement, il passe progressivement d'un état ordonné, laminaire, à un état chaotique, turbulent. Lors de cette transition, on voit apparaître des structures hydrodynamiques ordonnées qui se désordonnent sous l'effet de déstabilisations successives. Ces structures peuvent poser problème lorsqu'on souhaite par exemple homogénéiser des suspensions car des particules peuvent s'y retrouver piégées et générer des zones sur ou sous-concentrées. La plupart des fluides naturels et industriels sont non newtoniens. Pour mieux comprendre et contrôler l'apparition des structures hydrodynamiques dans de tels fluides, nous nous sommes intéressés dans le cadre de cette thèse, aux mécanismes d'instabilités gouvernant la transition vers la turbulence de fluides complexes dans la configuration simplifiée de Taylor-Couette. Dans un premier volet théorique et numérique, les concepts d'instabilités hydrodynamiques ont été appliqués à l'écoulement de Taylor-Couette pour trois modèles rhéologiques : la loi de puissance, le modèle de Carreau et le modèle de Bingham. Deux rapports de rayons et différentes vitesses de rotation des deux cylindres ont été considérés. La déstabilisation de l'écoulement de Couette circulaire a été étudiée pour prédire l'apparition de structures telles que les rouleaux de Taylor-Couette aux temps longs. Une analyse aux temps courts a également été effectuée pour étudier les phénomènes de croissance transitoire dans l'écoulement. Dans un second volet expérimental, un dispositif de Taylor-Couette en plexiglas a été élaboré. Dans un premier temps, des mesures de couple avec un fluide newtonien (glycérol) ont été réalisées et comparées avec succès avec les résultats de la littérature. Des mesures rhéométriques ont ensuite été réalisées pour choisir des fluides répondant aux lois rhéologiques utilisées dans le volet théorique. Des visualisations ont été effectuées pour détecter l'apparition des instabilités et les conditions critiques ont été comparées aux prédictions de l'analyse linéaire de stabilité. Des mesures de vélocimétrie par image de particules (PIV) ont été aussi effectuées pour déterminer les champs de vitesse de l'écoulement. Ces différentes études ont permis de mettre en évidence le caractère sous-critique et l'apparition d'un écoulement chaotique engendrés par le caractère rhéofluidifiant des fluides
Convection de Rayleigh-Bénard pour des fluides rhéofluidifiants : approche théorique et expérimentale by Mondher Bouteraa( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Theoretical and experimental study of Rayleigh-Bénard convection in a non-Newtonian shear-thinning fluid was performed. The theoretical approach consists in a linear and a weakly nonlinear of thermo-convective instability in a horizontal layer of a non-Newtonian fluid, assumed infinite in extent, heated from below and cooled from above. The rheological behavior of the fluid is described by the Carreau model. For this rheological model, the critical threshold is the same as for a Newtonian fluid. The objective of the weakly non linear analysis is to determine on one hand the critical value of the shear-thinning degree above which the bifurcation becomes subcritical and on the other hand, the influence of shear-thinning effects on the pattern selection near the onset, taking into account the possibility of wall slip, a finite thermal conductivity of the walls as well as the thermo-dependency of the viscosity. The impact on the viscosity field and on the evolution of the Nusselt number are characterized. The experimental approach consists in visualizing the convection patterns using the shadowgraph method in a cylindrical cell. Two aspect ratios were considered : AR = 3 and AR = 4. The fluids used are aqueous solutions of xanthan-gum at different concentrations. The influence of shear-thinning effects combined with the thermo-dependency of the viscosity on the stability domain of rolls and hexagons as well as on the transition between rolls and hexagons is highlighted
Étude théorique et expérimentale de la stabilité de l'écoulement de films de fluide non Newtonien sur plan incliné by Mohamed Hatem Allouche( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

We study the stability of shear-thinning (pseudoplastic) fluid films flow down an inclined plane. This problem is of interest in many industrial applications such as coating, and may explain the manifestation of a specific kind of surface waves, appearing in some spectacular environmental flow configurations such as debris flows or surge waves. We focus on fluids obeying the Carreau law. An optical technique called electrocapillarity has been implemented in order to determine the surface tension and viscosity, at values of the shear rate as small as 10-3s-1, by studying the damping of propagating capillary waves. The main objective of this work is to experimentally study the linear stability of shear-thinning fluid films flow. For a fixed inclination angle, the experimental study essentially consists in measuring the cutoff frequency and wavelength of primary waves, and then determining the critical Reynolds number. The experimental results presented in the (Re, k) and (Re, c) planes are in good agreement with the numerical results, and confirm the destabilizing effect of the shear-thinning properties in comparison with the Newtonian case (the critical Reynolds number is smaller, and the ratio between the marginal waves celerity and the flow velocity at the free surface is larger). Finally, we discuss the validity of the Squire's theorem in the case of generalized Newtonian fluids film flow down an inclined plane. Analytically, the Orr-Sommerfeld problem with respect to 3D disturbances is not equivalent to a 2D problem, and the numerical results show that the Squire's transformations can only be used in the Newtonian case
Instabilités thermoconvectives pour des fluides viscoplastiques by Christel Métivier( Book )

2 editions published in 2006 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The stability of the Poiseuille Rayleigh-Bénard flow for yield stress fluids is performed via linear, weakly non linear and non linear approaches. These fluids are widely used in industrial processes and at a larger scale in geophysics. It is assumed that the rheological behaviour of the material is described by the Bingham model. This model assumes that the material moves as a rigid solid when the applied stress is less than the yield stress and as a viscous fluid when the yield stress is exceeded. The aim of this study is to understand the influence of the yield stress on the stability conditions. It arises from the modification of the thickness of the yielded regions, the viscosity stratification inside these regions and the modification of the viscous dissipation. A fundamental difficulty by comparison with the Newtonian case lies in the description of the behaviour of the interface separating the ``gel-like" and ``fluid-like" phases. First, a linear analysis using modal and energetic approaches is developped. Results clearly highlight the stabilizing effect of the yield stress. Then, a weakly non linear analysis is performed to identify the nature of the bifurcation. Original results are obtained and show a change in the nature of the bifurcation at Péclet number . This is a consequence of the strong viscosity stratification. Finally, a non linear analysis was done using Reynolds-Orr type equation. The behaviour of the critical conditions as function of the yield stress is determined
Transition vers la turbulence pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite cylindrique by Ahmed Esmael( )

1 edition published in 2008 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The transition to turbulence for shear-thinning fluid with a yield-stress in a cylindrical pipe flow is studied. A linear stability analysis is performed using modal and non-modal approches. The numerical results show that the Hagen-Poiseuille flow of yield stress fluid is linearly stable. The effect of rheological behavior of the fluid on the characteristics of the optimal perturbation is clearly highlighted. At very low Herschel-Bulkley number (Hb << 1), the optimal perturbation consists of almost streamwise vortices, and the amplification of the kinetic energy is provided by the lift-up mechanism. In contrast for sufficiently large values of Hb, the optimal perturbation is axisymmetric and the growth of the kinetic energy is provided by the Orr-mechanism. From experimental point of view, the flow of 0.2 wt % aqueous solution of Carbopol 940 in a pipe is investigated from the measurement of the mean, i.e., time-averaged, axial velocity profiles as well as the statistical analysis of the fluctuations. It is observed that the velocity profiles are axisymmetric in the laminar and turbulent regimes, and present an increasing asymmetry with increasing Reynolds number in the transitional regime. A three-dimensional description of this asymmetry is provided from velocity profiles measurements at different azimuthal positions. The observed transitional flow suggest the existence of a robust non-linear coherent structure characterized by two weakly modulated counter-rotating longitudinal vortices, which length is comparable to that of the test section. The statistical analysis of the axial velocity fluctuations indicate that the transition occurs essentially in two stages. The first stage corresponds to the transition from the laminar regime to a stable non linear asymmetric state, where the spectra of axial velocity fluctuations are similar to those obtained in the case of two-dimensional turbulence. The second stage corresponds to the transition from this non linear asymmetric state to the hydrodynamic turbulence with the apparition of the classical spots of turbulence
 
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