Note ABES Instabilités de trajectoires de sphères, ellipsoïdes et bulles Path instabilities of spheres, spheroids and bubbles Chute ou ascension libre Instabilités de trajectoires Sphère Ellipsoïdes aplatis Bulle déformable Free fall or ascension Path instability Sphere Oblate spheroids Deformable bubble Transition scenario 532.5 Particules (matière) Propriétés mécaniques Tourbillons (mécanique des fluides) Bulles -- Dynamique Instabilités hydrodynamiques Écoulement -- Visualisation La thèse présente une étude numérique des instabilités de trajectoires de sphères, d'ellipsoïdes aplatis et de bulles en mouvement libre sous l'action de la gravité, de la poussée d'Archimède et des forces hydrodynamiques. Le chapitre sur les sphères reprend, complète et étend l'étude numérique de Jenny et al. (2004) en se concentrant sur la transition au chaos et sur les trajectoires chaotiques. Les résultats montrent la différence entre le scénario de transition au chaos de sphères de faible et de grand rapport de densité. Plusieurs grandeurs statistiques sont proposées afin de fournir une caractérisation quantitative des états chaotiques. Elle permettent de mettre en relation les états ordonnées et chaotiques et offrent une possibilité de comparaison objective de données aléatoires d'origine numérique ou expérimentale. L'étude, très extensive, du comportement d'ellipsoïdes aplatis établit le lien entre les disques et les sphères en faisant varier l'aplatissement des objets depuis infiniment plat jusqu'à presque sphérique. Les huit diagrammes d'état présentés permettent de comprendre l'effet de la forme des ellipsoïdes sur le scénario de transition. Le cas d'ellipsoïdes presque sphériques montre que de faibles imperfections de la forme peuvent avoir in impact significatif sur les trajectoires de sphères de très faible rapport de densité. Pour les bulles considérées dans la limite de rapport de densité et viscosité az/liquide nul, l'étude se concentre sur l'analyse de stabilité linéaire et aboutit à la courbe de stabilité marginale dans le plan des paramètres nombre de Bond – nombre de Galilée en tenant compte de la déformation des bulles au moment de la perte de leur axisymétrie. Plus deux décades de nombres de Bond, entre 0,1 et 20, sont couvertes. Les résultats montrent clairement l'effet de la déformation de la bulle sur le seuil de l'instabilité. The thesis presents a numerical study of path instabilities for spheres, oblate spheroids and bubbles moving freely under the effect of the gravity, buoyancy and hydrodynamic forces. For spheres, the parametric study of Jenny et al. (2004) is revisited, improved end extended with a special focus on the chaotic states. The results reveal that the effect of density ratio responsible for different oblique oscillating states of low and high frequencies has a significant impact both on the onset of chaos and on the behavior of fully chaotic states. Several quantitative statistical quantities are proposed and shown to be relevant for establishing the relation between chaotic and ordered states and for an objective comparison of random data of numerical or experimental origin. The extensive study on freely moving spheroids establishes the link between disks and spheres by varying the aspect ratio of spheroids from infinitely flat to almost spherical. The state diagrams provided for eight different aspect ratios of spheroid show in detail how the transition scenario varies depending of the body shape. The investigation of almost spherical spheroids reveals the specificities of the dynamics of light imperfect spheres.For the deformable gas bubble in the limit of zero gas/liquid density and viscosity ratio, a marginal stability curve is given in the two-parameter plane of the Galileo and the Bond number indicating the critical Galileo numbers for the loss of stability of vertical trajectories. The numerical investigation covers more than two decades of Bond number going from 0.1 to 20. The results clearly show the crucial role of the surface deformation. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 18024953 Université de Strasbourg Strasbourg 2017-12-31 https://theses.hal.science/tel-01549537 application/pdf 17931865 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2016/Zhou_Wei_2016_ED269.pdf http://www.theses.fr/2016STRAD038/abes https://theses.hal.science/tel-01549537 https://theses.hal.science/tel-01549537 https://theses.hal.science/tel-01549537 Zhou Wei 1984-10-16 CN 20267942X 21106506 https://theses.fr/2016STRAD038 2016STRAD038 https://doi.org/10.70675/b3b0e308ze999z4f8fz9809z7d7c21ada0af 2016-09-29 Mécanique des fluides Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Dusek Jan MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 074616722 Bourgoin Mickaël MADS_PRESIDENT_DU_JURY 059866187 Jenny Mathieu MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 07926364X Bourgoin Mickaël MADS_RAPPORTEUR_1 059866187 Fabre David MADS_RAPPORTEUR_2 181310694 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR7357 176969721 260728 ddc:530 Dusek Jan Bourgoin Mickaël Jenny Mathieu Bourgoin Mickaël Fabre David École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 18024953