Jury
Rapporteurs
Stéphane Zaleski
Christophe Dumouchel
Nicolas Rimbert
Examinateurs
Leonie Canet
Rui Ni
Jean-Philippe Matas
François Gallaire
Mécanismes de fragmentation dans l’atomisation coaxiale bifluide
La déstabilisation et la fragmentation d’une phase liquide par une phase gazeuse turbulente sont au cœur de nombreuses applications visant à produire des sprays de haute qualité. Certains mécanismes physiques sous-jacents de la formation des sprays restent non résolus, ce qui entrave l’efficacité et le contrôle du processus. Je présenterai une caractérisation multi-échelle de ces mécanismes dans un atomiseur bifluide, où un jet liquide est fragmenté par un jet de gaz annulaire turbulent. Les instabilités interfaciales et la dynamique à grande échelle qui en résulte sont caractérisées expérimentalement à l’aide de deux méthodes d’imagerie rapide, l’imagerie visible rétro-éclairée et la radiographie à rayons X en synchrotron. Une caractérisation spatiale de la dynamique de battement du jet de liquide indique que la géométrie du battement est liée au passage de la rupture par cisaillement à la rupture par sac. À des vitesses de gaz plus élevées, les lois d’échelle du transport des instabilités interfaciales mettent en évidence le passage à une atomisation par épluchage. De même, l’étude des statistiques et de la dynamique temporelle de la longueur du jet de liquide dans un large espace de paramètres offre un cadre permettant de décrire quantitativement les changements de mécanismes de fragmentation. En outre, je montrerai comment l’introduction d’un moment angulaire (swirl) dans le jet gazeux modifie considérablement la topologie et la dynamique du jet de liquide atomisé, ce qui entraîne des changements radicaux dans la pulvérisation.