Comptes Rendus
Effets de la surface libre et du rapport d'aspect sur la transition de l'écoulement de Taylor–Couette
[Effects of free surface and aspect ratio on the transition of the Taylor–Couette flow]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 3, pp. 245-252.

This work deals with the study of free surface and aspect ratio effects on the instability of the Taylor–Couette flow. The experimental results have been obtained using the polarographic technique. The time-averaged values of the wall velocity gradient have been determined and the spectral analysis of its fluctuations has been done. These first results show the existence of a critical height Hc of the liquid column. For an aspect ratio Γ=H/d<10, the laminar turbulent transition occurs without azimuthal wave mode.

Le présent travail porte sur une étude expérimentale de l'écoulement de Taylor–Couette. Nous visons particulièrement les effets de la surface libre et de la hauteur de fluide dans l'espace annulaire sur les conditions d'apparition des deux premières instabilités.

Les résultats expérimentaux sont obtenus par utilisation de la technique polarographique. A cet effet des électrodes en platine sont implantées sur la paroi interne du cylindre extérieur fixe. Elles permettent de mesurer la valeur temporelle moyenne du gradient pariétal de vitesse et de réaliser l'analyse spectrale par transformée rapide de Fourier des fluctuations associées pour connaı̂tre la structure de l'écoulement. Les résultats obtenus mettent en évidence l'existence d'une hauteur critique Hc de la colonne de liquide. Cette hauteur affecte la transition laminaire-turbulent de l'écoulement.

Received:
Accepted:
Published online:
DOI: 10.1016/S1631-0721(03)00039-1
Mot clés : Mécanique des fluides, Cylindres coaxiaux, Écoulement de Taylor–Couette, Instabilités, Rapport d'aspect, Surface libre
Keywords: Fluid mechanics, Coaxial cylinders, Taylor–Couette flow, Instabilities, Aspect ratio, Free surface

Ammar Mahamdia 1; Ahcène Bouabdallah 1; Salah Eddine Skali 2

1 Laboratoire d'énergétique, faculté des sciences/physique-USTHB, BP 32, El-Alia, Bab-Ezzouar, Alger, Algérie
2 LEMTA-INPL, 2, avenue de la Forêt de Haye, 54504 Vandoeuvre-lès-Nancy, France
@article{CRMECA_2003__331_3_245_0,
     author = {Ammar Mahamdia and Ahc\`ene Bouabdallah and Salah Eddine Skali},
     title = {Effets de la surface libre et du rapport d'aspect sur la transition de l'\'ecoulement de {Taylor{\textendash}Couette}},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {245--252},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {331},
     number = {3},
     year = {2003},
     doi = {10.1016/S1631-0721(03)00039-1},
     language = {fr},
}
TY  - JOUR
AU  - Ammar Mahamdia
AU  - Ahcène Bouabdallah
AU  - Salah Eddine Skali
TI  - Effets de la surface libre et du rapport d'aspect sur la transition de l'écoulement de Taylor–Couette
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2003
SP  - 245
EP  - 252
VL  - 331
IS  - 3
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0721(03)00039-1
LA  - fr
ID  - CRMECA_2003__331_3_245_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Ammar Mahamdia
%A Ahcène Bouabdallah
%A Salah Eddine Skali
%T Effets de la surface libre et du rapport d'aspect sur la transition de l'écoulement de Taylor–Couette
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2003
%P 245-252
%V 331
%N 3
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0721(03)00039-1
%G fr
%F CRMECA_2003__331_3_245_0
Ammar Mahamdia; Ahcène Bouabdallah; Salah Eddine Skali. Effets de la surface libre et du rapport d'aspect sur la transition de l'écoulement de Taylor–Couette. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 3, pp. 245-252. doi : 10.1016/S1631-0721(03)00039-1. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(03)00039-1/

[1] G.I. Taylor Stability of a viscous liquid contained between two rotating cylinders, Philos. Trans. Roy. Soc. London Ser. A, Volume 223 (1923), pp. 289-343

[2] J.T. Stuart On the non-linear mechanics of hydrodynamics stability, J. Fluid. Mech., Volume 4 (1958), pp. 1-21

[3] C.D. Andereck; S.S. Liu; H.C. Swinney Flow regimes in a circular Couette system with independently rotating cylinders, J. Fluid. Mech., Volume 164 (1986), pp. 155-183

[4] A. Lorenzen; T. Mulin Anomalous modes and finite-length effects in Taylor–Couette flow, Phys. Rev. A, Volume 31 (1985), pp. 3463-3465

[5] T.T. Lim; Y.T. Chew; Q. Xiao A new flow regime in Taylor–Couette flow, Phys. Fluids, Volume 10 (1998) no. 12, pp. 3233-3235

[6] M.N. Noui-Mehidi; M. Wimmer Free surface effects on the flow between conical cylinders, Acta Mech., Volume 135 (1999), pp. 13-25

[7] A. Mahamdia; A. Bouabdallah Effets simultanés des limitations axiale et radiale sur l'écoulement de Taylor–Couette, Modelling, Measurement and Control Ser. B, Volume 30 (1990) no. 1, pp. 5-12

[8] M. Lebouché Relation entre les fluctuations pariétales du transfert massique et du gradient de vitesse dans le cas d'un nombre de Schmidt grand, C. R. Acad. Sci. Paris, Volume 271 (1970), pp. 338-441

[9] G. Cognet Utilisation de la polarographie pour l'étude de l'écoulement de Couette, J. Mécanique, Volume 10 (1971), pp. 65-90

Cited by Sources:

Comments - Policy