Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Etude de l’entraînement de liquide par une roue tournante immergée

Nous étudions l’entraînement de l’eau par une roue tournante immergée sur une fraction de son rayon. Le but est de prédire la nature du spray de gouttes autour d’une roue de voiture traversant un passage à gué (partenariat avec PSA-Peugeot Citroën). Les premiers essais ont été effectués sur une roue tournant au-dessus d’une paroi fixe. Le côté émergent de la roue produit un ménisque dont la taille augmente avec la vitesse de rotation. La trajectoire des particules fluides à l’intérieur de ce ménisque est approximativement parabolique. Le ménisque se comporte comme une nappe liquide, dont l’atomisation conduit à la formation de gouttes de l’ordre de l’épaisseur de la nappe. Sur le dessus de la roue un film liquide est entraîné : ce film se déstabilise rapidement en ligaments, qui s’étirent et se brisent en gouttes éjectées à l’opposé du ménisque (par instabilités Rayleigh-Taylor et Rayleigh-Plateau). Parallèlement un nouveau dispositif expérimental est mis en place par le support technique du LEGI : il permettra de faire tourner la roue au-dessus d’un tapis roulant et d’étudier l’effet d’un écoulement moyen autour de la roue en rotation.

Splashing by an immersed rotating wheel
Splashing by an immersed rotating wheel