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Effet du facteur géométrique sur l'instabilité de faraday
(2013) Guedifa, Reda
L'instabilité de Faraday relève de la dynamique interfaciale entre deux couches de fluides non miscibles tels que le plus léger est l'air et l'autre l'eau, un lubrifiant, etc.... aux quelles on impose des vibrations verticales donnant lieu à des ondes stationnaires de surface. Des travaux récents ont mis en évidence que les motifs observés sont divers et variés, pouvant avoir des applications industriels intéressantes (essentiellement connaître les propriétés internes du fluide et son omportement à l'excitation imposée). Nous avons réalisé une étude expérimentale assez complète des instabilités de Faraday pour différents types de fluide Newtonien et non Newtonien et pour deux configurations géométriques différentes (cubique et cylindrique). On a déterminé, dans plusieurs cas, le passage par une instabilité de Faraday (fréquence de interface coïncidant avec la moitié de la fréquence de forçage paramétrique) entre des motifs symétriques de petit ordre (triangles, losange et carré) qui caractérisent le régime gravitaire ou bien entre les motifs de petit ordre et ceux d'ordre élevé (pentagone, hexagone, heptagone, octogone, décagone et dodécagone) qui caractérisent le régime capillaire. Cependant, les structures hexagonales se déstabilisent vers une alternance régulière de motifs à différentes symétries de petit ordre. Le déplacement horizontal de motifs initialement immobiles été également constaté lorsque les oscillations dépassent un seuil secondaire. Nos mesures ont confirmé l'existence des résultats trouvés dans la littérature mais on a mis en évidence de nouveaux motifs pour la première fois; à savoir, la possibilité d'avoir deux instabilités successives et de nouveaux motifs en faisant varier soit le taux de remplissage, soit la forme de la cellule de mesure ou la nature du fluide
An experimental study of the pattern formation in forced surface waves
(Springer, 2022) Guedifa, Reda; Hachemi, Madjid
Pattern formation in forced surface waves occurs between two layers of immiscible fluids of different densities, in which a vertical vibration is imposed, leading to stationary waves. This experimental study focuses primarily on the formation of the various wave patterns (solitary waves and meniscus waves) and the onset of Faraday waves. Three control parameters are varied to produce different flow patterns: the forcing amplitude and frequency as well as the depth (Af, ωf, Γ ). In this paper, we investigate low forcing frequencies ranging from 3 to 5 Hz, and high forcing amplitudes ranging from 3 to 15 mm. The measured responses correspond to the oscillation frequencies of the free surface ωs and their associated wavelength λs. It is found that a succession of equilibrium states occurs spatially periodic structures and symmetric up to well-defined thresholds. Beyond these thresholds, symmetrical structures are broken and may follow two different paths: chaos follows the onset of the cross of Saint Andrew (meniscus wave) occupying all of the diagonal or an unstable pattern in the form of an odd polygon.