Contribution à l'étude des phénomènes d'apparition des ondes de surface dans une enceinte soumise à des vibrations

Abstract

L'excitation paramétrique d'un fluide possédant une surface libre provoque l'ondulation de surface. Les ondes de surface peuvent présenter un comportement complexe près de la résonance, avec des échanges d'énergie, des superpositions de structures et des compétitions entre les modes. Les chercheurs se sont intéressés plus spécifiquement à la physique des couches de fluide, en examinant la concurrence des modes et les mécanismes de sélection des motifs d'onde. Cette thèse présente nos résultats expérimentaux ainsi des résultats analytiques et numériques antérieurs sur les ondes de surface et les instabilités interfaciales. L'amortissement des ondes de surface a été étudié de manière approfondie, tant analytiquement qu'expérimentalement, en prenant en compte les incertitudes liées aux variations de température et à la contamination de la surface libre. L'effet de la tension superficielle a été également pris en compte, ce qui augmente l'amplitude de forçage nécessaire pour développer une interface ondulée. Les ondes de surface non linéaires peuvent donner lieu à des mouvements non planaires, des instabilités, des mouvements chaotiques et à la désintégration de la surface libre. La compétition entre les différents modes et structures peut entraîner un comportement chaotique. Une résonance non linéaire connue sous le nom de résonance interne ou auto paramétrique peut également se produire. Les ondes de surface peuvent présenter une grande variété de motifs, tels que des rayures, des carrés, des hexagones et des spirales. L'utilisation d'un nouveau nombre adimensionnel est une piste prometteuse pour étudier la réponse de la surface libre. Des recherches futures devraient se concentrer sur l'utilisation de différents types de fluides et sur le développement d'une modélisation statistique de l'amortissement des liquides. Il est également nécessaire de mener des recherches expérimentales et analytiques approfondies, ainsi que des simulations numériques, pour explorer davantage la question du faible niveau de remplissage des fluides