Dissertations / Theses on the topic 'Ponto de fluid'

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8657_Fabrício Carlos Tozzi.pdf: 2062578 bytes, checksum: affe975e528cc53bc578480c06857f6c (MD5) Previous issue date: 2015-03-26
O Brasil não é um grande produtor de óleos leves e, além disso, as refinarias brasileiras ainda não processam integralmente os óleos pesados, logo uma alternativa seria a mistura de óleos leves, ou de características mais leves, com óleos pesados, o que levaria à formação de um novo óleo com característica relativamente leve. O nome deste processo é blending e estas misturas são denominadas de blends. Quando se prepara um blend, há a formação de um novo óleo com características diferenciadas, quando comparado a matriz original (óleo ou blend), logo é importante avaliar o impacto dessa mistura nas novas propriedades físico-químicas produzidas. Neste trabalho, foram utilizados quatro petróleos, sendo dois óleos offshore designados de A e B (Gravidade API = 26,4 e 18,3) e dois onshore designados de C e D (Gravidade API = 12,2 e 19,6, respectivamente) sendo a maior parte classificados como pesados, que foram usados para produção de 68 blends. Estes foram analisados e os novos valores encontrados para as propriedades físico-químicas dos blends como NAT, enxofre total, ponto de fluidez, Gravidade API e viscosidade foram avaliadas e comparadas aos óleos originais. Entre os 68 blends produzidos, 13 blends apresentaram, simultaneamente, uma melhora nos valores para NAT, S total, ponto de fluidez e Gravidade API. Vale destacar que dois blends (nomeados de B30 e B34) apresentaram os melhores resultados para o NAT, S total, viscosidade cinemática e Gravidade API. Como a composição química utilizada na preparação destes blends foram diferenciadas, houve também a necessidade de se verificar a influência da concentração dos óleos A, B, C e D nestes resultados dos blends. É possível verificar uma importante contribuição do óleo A nestes resultados encontrados. Portanto, é possível concluir que quando não há uma grande produção de óleos leves, a mistura destes com os óleos pesados possibilita a formação de misturas com características de óleo relativamente mais leve, otimizando assim, as etapas de produção, processamento e refino.

O estudo do comportamento de fluidos é um antigo domínio das ciências da natureza. Ultimamente, fenômenos de engenharia que eram estudados empiricamente passaram a ser estudados com auxílio computacional. A Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC) é a área da ciência da computação que estuda métodos computacionais para simulação de escoamento de fluidos, e muitas vezes é a forma mais prática, ou a única, de se observar fenômenos de interesse no escoamento. Este projeto de Mestrado procurou investigar, no âmbito da simulação de um escoamento bifásico, métodos computacionais para representar a interface entre dois fluidos imiscíveis. A separação dos fluidos por meio de uma interface é necessária para assegurar que, propriedades como viscosidade e densidade, específicas de cada fluido, sejam utilizadas corretamente para o cálculo do movimento de seus respectivos fluidos. Desenvolvemos um método lagrangeano sem a utilização de malhas com o objetivo de suprir algumas restrições de trabalhos prévios. Para representar a interface entre os dois fluidos, este método utiliza uma técnica de reconstrução de superfícies baseada em aproximações de superfícies algébricas de alta ordem. Os resultados numéricos reportados neste documento evidenciam o potencial da nossa abordagem
The study of the behaviour of fluids is an ancient field in natural sciences. Recently, engineering phenomena that were empirically studied started to be done with computacional aid. The Computational Fluid Dynamics (CFD) is the area of science that studies computational methods for computer simulation of fluid flow, and often is the most practical way, or the only, to observe phenomena of interest in flow. This Masters degree project sought to investigate, in the context of the simulation of biphasic flows, computational methods to represent the interface between two immiscible fluids. The separation of fluids by the means of an interface is required to ensure that, during the simulation, the physical properties of a fluid, like density and viscosity (specific of each fluid) are properly used in the calculus of the respective fluid motion. We developed a lagrangean method without the use of mesh with the goal of alleviating some of the previous works restrictions. To represent the interface between the two fluids, this method uses a surface reconstruction technique based on approximations of high order algebraic surfaces. The numerical results reported herein show the potential of our approach

Made available in DSpace on 2014-11-01T01:01:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462321-Texto+Completo-0.pdf: 17088803 bytes, checksum: feaf7da9def19abf0f0ec625d1078754 (MD5) Previous issue date: 2014
The world's dependence on fossil fuels for power generation is causing an increase in the atmosphere CO2 concentration and leading to global warming. Alternatives are being developed to stabilize or even to reduce the CO2 levels in the atmosphere. Among them stands out the Carbon Geological Storage, which consists of storing permanently CO2 in suitable geological reservoirs and thus mitigate climate change. In this sense, the study of CO2 - rock - fluid interactions is essential for the understanding of the processes involved during the storage phase and safety of storage. This work aims to study caprocks and reservoir rocks from the Furnas and Ponta Grossa Formations of the Paraná Basin for carbon geological storage. The interaction between CO2-rock-fluid was studied simulating the geological conditions in laboratory experiments with high pressure (150 bar) reactors. Rock characterization pre-and postexperiments analyzes in Scanning Electron Microscope (SEM) and X-ray Diffractometer (XRD) were performed. Analysis of saline solution before and after the experiment was performed by Optical Emission Spectroscopy Inductively Coupled Plasma (ICP - OES) to identify ions present in solution. The results of this work demonstrated that the tested reservoirs and caprocks have limited interactions with CO2 resulting in limited mineral trapping mechanisms and high mineralogy integrity.
A dependência mundial no uso de combustíveis fósseis para geração de energia está causando um aumento na concentração de CO2 na atmosfera e gerando mudanças no clima. Alternativas estão sendo desenvolvidas para estabilizar ou mesmo reduzir os níveis de CO2 na atmosfera. Entre eles destaca-se o Armazenamento Geológico de Carbono, que consiste em armazenar permanentemente o CO2 em reservatórios geológicos adequados e, assim, mitigar as emissões de CO2. Neste sentido, o estudo das interações que ocorrem entre o CO2 - rocha - fluido é essencial para a compreensão dos processos envolvidos durante a fase de armazenamento e para a segurança envolvida no processo. Este trabalho tem como objetivo estudar amostras de rocha selo (Formação Ponta Grossa) e rochas reservatório (Formação Furnas) da Bacia do Paraná simulando o processo de armazenamento geológico de carbono.A interação entre a água CO2- rocha- fluido foi estudada através de experimentos em escala de laboratório, simulando as condições geológicas em reatores. Para a caracterização das rochas pré e pós experimentos foram realizadas analises em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e Difratômetro de raios-X (DRX). Análise da solução salina antes e após os experimentos foram realizados por Espectroscopia de Emissão Ótica plasma indutivamente acoplado (ICP - OES) para identificar os íons presentes na solução. Os resultados destes estudos demonstraram que os reservatórios e selos testados possuem limitada interação com CO2 resultando em baixo aprisionamento mineral evidenciado e alta integridade mineralógica.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 462321.pdf: 17088803 bytes, checksum: feaf7da9def19abf0f0ec625d1078754 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29
The world's dependence on fossil fuels for power generation is causing an increase in the atmosphere CO2 concentration and leading to global warming. Alternatives are being developed to stabilize or even to reduce the CO2 levels in the atmosphere. Among them stands out the Carbon Geological Storage, which consists of storing permanently CO2 in suitable geological reservoirs and thus mitigate climate change. In this sense, the study of CO2 - rock - fluid interactions is essential for the understanding of the processes involved during the storage phase and safety of storage. This work aims to study caprocks and reservoir rocks from the Furnas and Ponta Grossa Formations of the Paran? Basin for carbon geological storage. The interaction between CO2-rock-fluid was studied simulating the geological conditions in laboratory experiments with high pressure (150 bar) reactors. Rock characterization pre-and postexperiments analyzes in Scanning Electron Microscope (SEM) and X-ray Diffractometer (XRD) were performed. Analysis of saline solution before and after the experiment was performed by Optical Emission Spectroscopy Inductively Coupled Plasma (ICP - OES) to identify ions present in solution. The results of this work demonstrated that the tested reservoirs and caprocks have limited interactions with CO2 resulting in limited mineral trapping mechanisms and high mineralogy integrity.
A depend?ncia mundial no uso de combust?veis f?sseis para gera??o de energia est? causando um aumento na concentra??o de CO2 na atmosfera e gerando mudan?as no clima. Alternativas est?o sendo desenvolvidas para estabilizar ou mesmo reduzir os n?veis de CO2 na atmosfera. Entre eles destaca-se o Armazenamento Geol?gico de Carbono, que consiste em armazenar permanentemente o CO2 em reservat?rios geol?gicos adequados e, assim, mitigar as emiss?es de CO2. Neste sentido, o estudo das intera??es que ocorrem entre o CO2 - rocha - fluido ? essencial para a compreens?o dos processos envolvidos durante a fase de armazenamento e para a seguran?a envolvida no processo. Este trabalho tem como objetivo estudar amostras de rocha selo (Forma??o Ponta Grossa) e rochas reservat?rio (Forma??o Furnas) da Bacia do Paran? simulando o processo de armazenamento geol?gico de carbono. A intera??o entre a ?gua CO2- rocha- fluido foi estudada atrav?s de experimentos em escala de laborat?rio, simulando as condi??es geol?gicas em reatores. Para a caracteriza??o das rochas pr? e p?s experimentos foram realizadas analises em Microsc?pio Eletr?nico de Varredura (MEV) e Difrat?metro de raios-X (DRX). An?lise da solu??o salina antes e ap?s os experimentos foram realizados por Espectroscopia de Emiss?o ?tica plasma indutivamente acoplado (ICP - OES) para identificar os ?ons presentes na solu??o. Os resultados destes estudos demonstraram que os reservat?rios e selos testados possuem limitada intera??o com CO2 resultando em baixo aprisionamento mineral evidenciado e alta integridade mineral?gica.

Il presente lavoro di tesi riguarda lo studio dell’adeguamento sismico di ponti esistenti a travata continua. La prima parte (Parte A) affronta lo studio dello schema di vincolo tradizionale (non adeguato) dei ponti esistenti per poi formulare, a partire da questo, soluzioni di adeguamento con l’utilizzo di dispositivi di protezione sismica in commercio. La seconda parte (Parte B), invece, verte sull'applicazione di specifiche soluzioni di adeguamento, al Caso Studio oggetto del progetto di ricerca “Contributi normativi relativi a Isolamento e Dissipazione” della Reluis. È stato dunque studiato il Caso Studio con diverse soluzioni di vincolo le quali prevedono sia l’utilizzo di soli smorzatori fluido-viscosi sia l’utilizzo congiunto di isolatori elastomerici con i suddetti smorzatori. Le analisi sono state svolte sia con modelli FEM sia con modelli semplificati implementati nel software Matlab. Il presente lavoro è volto a perseguire due macro obiettivi: nella Parte A, a valle della ricerca delle soluzioni di adeguamento sismico attualmente a disposizione, si cerca di fornire ai progettisti, per ogni soluzione di adeguamento trattata, dei modelli semplificati a pochi gradi di libertà (sistemi minimi) rappresentativi, sotto determinate ipotesi, del comportamento dell’impalcato, con lo scopo di creare un supporto ordinato e di facile applicazione progettuale di interventi di miglioramento/adeguamento su ponti esistenti ma utili anche per progettazione ex novo; nella Parte B, applicando al caso studio due particolari soluzioni trattate nella prima parte, si confrontano i risultati fornendo per questo caso studio specifico le soluzioni migliori dal punto di vista di salvaguardia delle sottostrutture, inoltre si cerca di fornire una procedura per la progettazione semplificata per il dimensionamento degli isolatori, accoppiati con gli smorzatori, atta ad ottenere le caratteristiche meccaniche e geometriche da inserire poi nel programma di calcolo utilizzato.

Atualmente diversos produtos são fabricados por meio de injeção de polímeros, num processo denominado moldagem por injeção: material fundido é injetado em um molde no qual resfria e endurece. Contudo, ao contrário de outros processos de produção, a qualidade da peça criada por meio de moldagem por injeção não depende apenas do material e da sua forma geométrica, mas também da maneira na qual o material é processado durante a moldagem. Por esse motivo, o uso de modelagem matemática e simulações numéricas tem aumentado consideravelmente como maneira de auxiliar o processo de produção e tem-se tornado uma ferramenta indispensável. Desta forma, este projeto tem o propósito de simular o escoamento de fluidos durante a fase de preenchimento do processo de moldagem por injeção, utilizando o modelo 21/2-dimensional, composto por uma equação bidimensional para a pressão, conhecida como equação de Hele-Shaw, e uma equação tridimensional para a temperatura do fluido. Um modelo bidimensional para a temperatura é também desenvolvido e apresentado. Este projeto de doutorado propõe duas estratégias numéricas para a solução da equação de Hele-Shaw. A primeira delas é baseada em uma formulação euleriana do método Smoothed Particle Hydrodynamics, onde os pontos utilizados na discretização não se movem, e não há utilização de malhas. A segunda estratégia é baseada na criação de malhas dinamicamente construídas na região do molde que já encontra-se parcialmente cheio de fluido e subseqüente aplicação do método Control Volume Finite Element Method. Uma estratégia dinâmica do método semi lagrangeano é apresentada e aplicada à solução da equação bidimensional da temperatura. O projeto também pretende investigar três novas abordagens para o tratamento da superfície livre. Duas delas são baseadas na técnica Volume of Fluid e uma delas é uma adaptação meshless do método Front-Tracking. O comportamento não newtoniano do fluido é caracterizado por uma família de modelos de viscosidade. Testes numéricos indicando a confiabilidade das metodologias propostas são conduzidos
Currently, several plastic products are manufactured by polymer injection, in a process named injection molding: molten material is injected into a thin mold where it cools and solidifies. However, unlike other manufacturing processes, the quality of injection-molded parts depends not only on the material and shape of the part, but also on how the material is processed throughout the molding. For this reason, the use of mathematical modelling and numerical simulations has been increasing in order to assist in the manufacturing process, and it has become an essential tool. Therefore, this Sc.D. project has the purpose of simulating the fluid flow during the filling stage of the injection molding process, using the 21/2-dimensional model, compounded by a two-dimensional equation for the pressure field (also known as Hele-Shaw equation) and a three-dimensional equation for the temperature of the fluid. A simpler two-dimensional model for the temperature field is also derived and presented. This project proposes two novel numerical strategies for the solution of Hele-Shaw equation. The first one is based on an Eulerian formulation of the Smoothed Particle Hydrodynamics method, where the particles used in the discretization do not move along as the simulation evolves, thereby avoing the use of meshes. In the second strategy, local active dual patches are constructed on-the-fly for each active point to form a dynamic virtual mesh of active elements that evolves with the moving interface, then the Control Volume Finite Element Method is applied for the pressure field approximation. A dynamic approach of the semi-Lagrangian scheme is applied to the solution of the two-dimensional temperature equation. The project also assesses three new approaches for the treatment of the free surface of the fluid flow. Two of them are based on the Volume of Fluid technique and one of them is a meshless adaptation of the Front-Tracking method. The non-Newtonian behavior is characterized by a family of generalized viscosity models. Supporting numerical tests and performance studies, which assess the accuracy and the reliability of the proposed methodologies, are conducted

Il presente lavoro tratta lo studio dei fenomeni aeroelastici di interazione fra fluido e struttura, con il fine di provare a simularli mediante l’ausilio di un codice agli elementi finiti. Nel primo capitolo sono fornite alcune nozioni di fluidodinamica, in modo da rendere chiari i passaggi teorici fondamentali che portano alle equazioni di Navier-Stokes governanti il moto dei fluidi viscosi. Inoltre è illustrato il fenomeno della formazione di vortici a valle dei corpi tozzi dovuto alla separazione dello strato limite laminare, con descrizione anche di alcuni risultati ottenuti dalle simulazioni numeriche. Nel secondo capitolo vengono presi in rassegna i principali fenomeni di interazione fra fluido e struttura, cercando di metterne in luce le fondamenta della trattazione analitica e le ipotesi sotto le quali tale trattazione è valida. Chiaramente si tratta solo di una panoramica che non entra in merito degli sviluppi della ricerca più recente ma fornisce le basi per affrontare i vari problemi di instabilità strutturale dovuti a un particolare fenomeno di interazione con il vento. Il terzo capitolo contiene una trattazione più approfondita del fenomeno di instabilità per flutter. Tra tutti i fenomeni di instabilità aeroelastica delle strutture il flutter risulta il più temibile, soprattutto per i ponti di grande luce. Per questo si è ritenuto opportuno dedicargli un capitolo, in modo da illustrare i vari procedimenti con cui si riesce a determinare analiticamente la velocità critica di flutter di un impalcato da ponte, a partire dalle funzioni sperimentali denominate derivate di flutter. Al termine del capitolo è illustrato il procedimento con cui si ricavano sperimentalmente le derivate di flutter di un impalcato da ponte. Nel quarto capitolo è presentato l’esempio di studio dell’impalcato del ponte Tsing Ma ad Hong Kong. Sono riportati i risultati analitici dei calcoli della velocità di flutter e di divergenza torsionale dell’impalcato e i risultati delle simulazioni numeriche effettuate per stimare i coefficienti aerodinamici statici e il comportamento dinamico della struttura soggetta all’azione del vento. Considerazioni e commenti sui risultati ottenuti e sui metodi di modellazione numerica adottati completano l’elaborato.

Les haubans de pont peuvent vibrer sous l'effet conjoint du vent et de la pluie (Rain-Wind-Induced Vibrations, RWIV). On observe toujours deux filets d'eau ruisselant le long du hauban sujet aux RWIV. De plus, une expérience récente (Alam et Zhou 2005), réalisée sur un cylindre fixe, montre que le sillage d'air est considérablement perturbé par la présence des filets. Nous présentons un modèle de film mince entourant un cylindre soumis au vent qui permet de prévoir l'apparition de filets, leur position et leur forme. Nous montrons en outre que l'existence des filets n'est possible que dans un intervalle de nombre de Weber, qui compare effet du vent et tension de surface. Un modèle d'interaction entre les filets et l'écoulement d'air environnant est ensuite exposé. Pour un intervalle de nombre de Weber, le détachement tourbillonnaire dévie de la loi de Strouhal et la portance fluctuante s'exerçant sur le cylindre est amplifiée, ce qui est en accord avec les expériences d'Alam. Pour les conditions de vent et de pluie qui président à l'apparition des RWIV, l'intervalle d'existence des filets et l'intervalle d'amplification de portance se recouvrent. Est-ce à dire que les RWIV peuvent être expliquées par un accrochage filets-sillage ?

O estudo trata de acidentes com material biológico que ocorreram com os profissionais de saúde, no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), no período de janeiro de 2006 a dezembro de 2011. Um estudo observacional retrospectivo que objetivou caracterizar a frequência de ocorrência de acidentes ocupacional determinando a exposição a material biológico entre profissionais de saúde. Foram analisados 1.283 acidentes formalmente registrados pelo Serviço de Medicina Ocupacional do HCPA entre janeiro de 2006 a dezembro de 2011. Foi possível constatar a predominância de acidentes com materiais perfurocortantes (80%) dentre todos os acidentes com material biológico registrados no estudo ao longo de 6 anos. Verificou-se que os técnicos de enfermagem e os médicos residentes foram os profissionais que mais se acidentaram. Com relação ao comportamento dos acidentes ao logo destes 6 anos, a análise da série temporal evidenciou que houve uma tendência de aumento dos acidentes com material biológico entre os médicos residentes. Já com os demais profissionais de saúde, a série temporal apresentou-se estacionária.
The study comes to accidents with biological material that occurred with health professionals, Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA), from January 2006 to December 2011. A retrospective observational study aimed to characterize the frequency of accidents determining occupational exposure to biological material among health professionals. The study analysed 1,283 formally registered by the Occupational Medicine Department of the institution between January 2006 to December 2011. It was possible to observe the prevalence of accidents with sharps (80%) of all accidents with biological material recorded in the study just 6 years. It was found that the nursing staff and the residents were professionals who were hurt more. With respect to the behavior of these accidents the logo six years, the analysis of time series showed that there was an increasing trend of accidents with biological material among medical residents. Already with other health professionals, the series presented stationary.

Nous étudions numériquement la stabilité vis-à-vis de perturbations 3D d'un écoulement 2D d'un liquide maintenu par capillarité entre deux barreaux cylindriques coaxiaux isothermes et soumis à un flux thermique latéral. Les solutions numériques sont obtenues par méthode de collocation spectrale. Les écoulements stationnaires sont obtenus par méthode de Newton et une méthode d'Arnoldi est utilisée pour l'étude de la stabilité linéaire. La recherche a été menée sur une large gamme de nombres de Prandtl, allant de 0.001 à 100 et pour un rapport d'aspect égal à 2. Le mécanisme de déstabilisation est analysé en observant le taux de croissance de l'énergie de la perturbation. L'utilisation d'un nouvel outil d'analyse, le système adjoint, permet d'identifier les zones sensibles de l'écoulement à des perturbations impulsionnelles. La localisation des zones sensibles permet d'identifier les structures sensibles des écoulements stationnaires 2D. La structure d'écoulements 3D faiblement non linéaires a aussi été décrite.

Le phénomène d'instabilité de la structure de fluide se produit fréquemment dans le système d'écoulement polyphasé des régimes sous-critiques de Reynolds, et le phénomène de vibrations de câbles de sustentation de ponts provoquées par la pluie (sigle RWIV en anglais) est considéré comme un exemple en génie civil pour caractériser l'instabilité causée par les interactions fluide-structure. Le RWIV est supposée être un nouveau type de vibrations; régulièrement accompagné de deux phénomènes significatifs: le ruisseau supérieur vibre circonférentiellement et la fréquence du vortex de Von Karman se déplace vers une valeur beaucoup plus faible par rapport à la fréquence attendue. Les phénomène est observé habituellement sur les haubans du pont à hauban immobilisé. En raison des mécanismes de couplage complexes, le mécanisme de RWIV n'a pas été complètement décrit par les chercheurs précédents. La plupart ont mis l'accent sur les observations sur le terrain et les aspects expérimentaux en soufflerie, mais rarement sur la simulation numérique. Pour élaborer un cadre numérique systématique, nous abordons le modèle non couplé, le modèle faiblement couplé, le modèle couplé, et le modèle multiphasique multi-échelle (MMM). L'objectif est de mettre en place un modèle numérique avec une grande exactitude et précision pour RWIV, et de reconnaître et clarifier le mécanisme de RWIV, diverses enquêtes numériques ont été réalisés dans cette thèse.Pour simuler les effets de la pluie/l’eau pluviale (eng. rainwater) comme un ruisseau artificiel (fixé / solide mobile attaché / oscillé le long de la circonférence de hauban immobilisé) lorsque RWIV se produit, la méthode séparée est mise en œuvre sur la base des équations incompressibles de Navier-Stokes en combinaison avec la simulation monotone intégré des grandes échelles (MILES) pour évaluer les sous-grille termes de pression. Les effets des ruisseaux artificiels de différentes positions le long de la circonférence de hauban immobilisé sur la structure de formation de tourbillons derrière le hauban, la distribution de pression à travers le hauban, et la force aérodynamique fréquence dominante du hauban sont analysés. Cependant, les enquêtes indiquent les positions de ruisseau artificiel le long de la circonférence du hauban affectent très faiblement la fréquence du vortex de Von Karman proche le sillage du hauban.Pour capturer l'évolution dynamique de la morphologie de l’eau pluviale , le modèle semi-couplé simplifie les équations incompressibles de Navier-Stokes avec la théorie de lubrification sur l'hypothèse qu'un mince film d'eau environnante autour du hauban. Les enquêtes indiquent que l’eau pluviale rassemble aux endroits près des points de séparation, et forme deux ruisseaux symétriques le long de la circonférence du hauban. Cependant, la vibration circonférentielle du ruisseau supérieur et les phénomènes de décalage de fréquence accompagnant RWIV ne peuvent être résolus et expliqués clairement.Afin d'améliorer le modèle de semi-couplé à suivre l'évolution de la morphologie de l’eau pluviale, la méthode du Volume-de-Fluide (VOF) combinée avec les équations incompressibles de Navier-Stokes est utilisée dans le modèle couplé. L ‘évolution hautement non linéaire du ruisseau de la pluie le long de la circonférence du hauban immobilisé et les caractéristiques aérodynamiques du hauban de séjour peuvent être obtenus et analysés. Les résultats indiquent que le ruisseau de la pluie est formé près des points de séparation le long de la circonférence du hauban; la zone de pression négative le long de la circonférence du hauban est pré-requise pour la formation de ruisseau supérieur
A fluid structure instability phenomenon frequently occurs in the subcritical Reynolds regimes multiphase flow system, and rain--wind-induced vibration (RWIV) is taken as an example in civil engineering to characterize the aeroelastic instability caused by fluid-structure interactions. RWIV is hypothesized to be a new type of vibration; regularly accompanied by two significant phenomena: the circumferentially vibrating upper rivulet and the Von Karman vortex shedding frequency shift to a much lower value compared with the convectional evaluation; and customarily observed from the stay cables of cable--stayed bridge. Due to the complicated interactions mechanisms in the liquid-gas-solid system, the mechanism of RWIV has not been thoroughly solved and recognized by the previous researchers. Most have focused on the research topic from the field observation, the analytical dynamic model, and the wind tunnel experiment aspects, but rarely on numerical investigation aspect. To develop a systematic numerical framework, including the separated model, the semi-coupled model, the coupled model, and the multiphase multi-scale model (MMM) distinguished by different ways to simulate the rain effects when RWIV occurs, to establish highly accurate and precise numerical model for RWIV, and to recognize and clarify the mechanism of RWIV, various numerical investigations have been made in this thesis.To simulate the rain effects as an artificial rivulet (fixed/moving solid attaching/oscillating along the circumference of stay cable) when RWIV occurs, the separated method is implemented based on the incompressible Navier-Stokes equations in combination with the monotone integrated large eddy simulation (MILES) to evaluate the sub-grid stress terms. The effects of various artificial rivulet positions along the circumference of stay cable on the vortex shedding structure behind the cable, pressure distribution around the cable, and the aerodynamic force of the cable are analyzed. However, investigations indicate the positions of artificial rivulet along the circumference of cable extremely weakly affect Von Karman vortex shedding frequency near the wake of the cable.To capture the dynamic rainwater morphology evolution, the semi-coupled model simplifies the incompressible Navier-Stokes equations with the lubrication theory on the assumption that a thin water film surrounding around the cable. The investigations indicate the rainwater gathers at the locations near the separation points, and forms two symmetrical rivulets along the circumference of cable. However, both the circumferentially vibrating upper rivulet and the frequency shift phenomena accompanying RWIV cannot be solved and explained detailedly and clearly. To improve the semi-coupled model on tracking the rainwater morphology evolution, volume-of-fluid (VOF) method combined with incompressible Navier-Stokes equations is employed in the coupled model. Both the high-nonlinear rainwater rivulets evolution along the circumference of cable and the aerodynamic characteristics of stay cable can be obtained and analyzed. The results indicate rainwater rivulet are formed near the separation points along the circumference of cable; the negative pressure zone along the circumference of cable provides a prerequisite for the formation of upper rivulet. However, the computational efficiency is reduced due to the smaller droplets scatter in the surrounding air, furthermore, the assumptions, surrounding the stay cable with the constant volume of rainwater, cannot reflect the real physical conditions (i.e., rain infall process) and cannot obtain the real aerodynamic force from physical aspect

Ce travail est consacré à l'étude expérimentale des effets de la pression de radiation d'une onde laser continue sur une interface liquide. Les propriétés particulières du ménisque séparant deux phases liquides en coexistence au voisinage de leur point critique de démixtion nous ont permis de visualiser directement des déformations stationnaires d'interface de taille micrométrique. Au stade linéaire, i.e pour des intensités laser modérées, une loi d'échelle exprimant la hauteur des déformations a été validée, ceci pour les deux sens de propagation du faisceau relativement à l'interface. Pour des excitations laser plus élevées, une brisure de symétrie vis à vis du sens de propagation a été mise en évidence. On observe en effet la formation de doigts de grand rapport d'aspect, ou la brisure de l'interface suite à une instabilité optohydrodynamique, suivant que le faisceau se propage du milieu le moins réfringent au milieu le plus réfringent, ou inversement. Ces caractéristiques ont été exploitées pour créer et stabiliser sous champ laser des ponts liquides de rapports d'aspect bien supérieurs à la limite de l'instabilité de Rayleigh-Plateau des colonnes liquides. Les déformations thermocapillaires, engendrées par la faible élévation de température induite par le faisceau laser, ont également été caractérisées, afin de les distinguer sans ambiguité des déformations engendrées par la pression de radiation seule.