Redressement d'un écoulement alternatif

Luc Petit; Philippe Gondret

doi:doi:10.1051/jp2:1992256

Numéro		J. Phys. II France Volume 2, Numéro 12, December 1992


Page(s)		2115 - 2144
DOI		https://doi.org/10.1051/jp2:1992256

DOI: 10.1051/jp2:1992256
J. Phys. II France 2 (1992) 2115-2144

Redressement d'un écoulement alternatif

Luc Petit and Philippe Gondret

Laboratoire de Physique, Ecole Normale Supérieure de Lyon, 46 Allée d'Italie, 69007 Lyon, France

(Reçu le 3 août 1992, accepté le 9 Septembre 1992)

Abstract
After having introduced the notion of steady streaming (stationary secondary flow created from oscillating boundary layers), we report previous experimental studies on these flows. Then, we present the method to determine the steady streaming around a solid body at rest in an oscillating fluid, and give a physical interpretation of the results. Next, we describe a simple experiment concerning the flow around a sphere performing oscillations in a viscous fluid in both the high-frequency and the low-frequency regimes. The limit between these two regimes is determined by the parameter $M^{2}=\omega d^{2}/\nu$ , where $\omega$ is the angular frequency, d the sphere diameter and $\nu$ the kinematic viscosity of the fluid. In addition, we discuss some effects rarely described and observed in the case of an acoustic standing wave in a tube (setting-up of a light powder into streaks and transverse walls in a Kundt's tube experiment [1]). Finally, we give an interpretation of previous experiments on the structuration of alternatively sheared suspensions [2], from the shape of the steady streaming around the particles of the suspension.

Résumé
Après avoir introduit la notion d'écoulement redressé (écoulements secondaires stationnaires apparaissant à partir de couches limites oscillantes), nous rapportons quelques études expérimentales antérieures concernant ces écoulements. Nous donnons ensuite le principe des calculs qui permettent de déterminer la forme de l'écoulement redressé autour d'un objet immobile dans un fluide en mouvement oscillant et dégageons une analyse physique des résultats. Puis nous présentons une expérience simple sur l'observation d'un écoulement redressé autour d'une sphère en mouvement de translation alternatif dans un fluide, aussi bien dans le régime haute fréquence, que dans le régime basse fréquence. La limite entre ces deux régimes est définie à partir du paramètre $M^{2}=\omega d^{2}/\nu$ , où $\omega$ est la pulsation du mouvement, d le diamètre de la sphère et $\nu$ la viscosité cinématique du fluide. Nous discutons également quelques effets, rarement reportés, observés dans le cas d'une onde acoustique stationnaire à l'intérieur d'un tube (apparition de stries et de parois transversales à l'intérieur de la répartition de poudre légère dans l'expérience du tube de Kundt [1]). Nous terminons en interprétant de précédentes expériences sur la structuration de suspensions en écoulement alternatif [2], à partir de la forme des écoulements redressés autour des particules de la suspension.