Ecoulements stationnaires et oscillants à travers des milieux poreux : effets de la surface spécifique

Gwendoline ARNAUD, Julien TOUBOUL, Damien SOUS, Fabrice GOUAUD, Vincent REY

Résumé


Le but de ce travail était l’étude des effets de la surface spécifique sur l’énergie dissipée à travers un milieu poreux "modèle" constitué d’un réseau de cylindres verticaux émergeants. Les expériences ont été effectuées dans un canal hydraulique long de dix mètres. Trois milieux poreux ont été utilisés avec des cylindres de diamètres différents. Les modèles de structures poreuses étaient constitués par des réseaux réguliers de cylindres de diamètres constants. L’effet de la surface spécifique a été analysé en utilisant trois diamètres de cylindres différents tout en maintenant la porosité constante. Deux séries d’expériences sont présentées. D’une part, les mesures dans des conditions d’écoulement stationnaire, avec des vitesses et des profondeurs différentes, ont démontré l’influence significative de la surface spécifique sur la perte de charge à travers les milieux poreux. D’autre part, une seconde série d’expériences a mis l’accent sur la propagation de houles régulières à travers les structures poreuses, montrant le rôle joué par la surface spécifique à la fois sur l’atténuation des vagues et sur les processus d’interférences. L’amortissement observé était d’autant plus grand que la surface spécifique est grande.

 

Stationary and oscillatory flows through porous media: effects of the specific surface

 

Abstract:

The purpose of this work was to study the effects of the specific surface on the energy dissipation through a "model" porous medium constituted by a network of emerging vertical cylinders. Experiments have been performed in a ten metres long hydraulic open-channel. Three porous media were used with various cylinder diameters. The porous structure models consisted in regular networks of cylinders of constant diameter. The effect of specific surface have been analysed by using three different cylinder diameters while keeping constant the porosity. Two series of experiments are presented. On one hand, measurements in stationary flow conditions, with various velocities and depths, demonstrated the significant influence of specific surface on pressure drop through the porous media. On the other hand, a second series of experiments has focused on the propagation of regular waves through the porous structures. The role played by the specific surface both on wave attenuation and interference processes was shown to be significant. The greater is the specific surface, the stronger is the damping.

Keywords: Porous structure; Specific surface; Head loss; Wave; Reflection; Dissipation.


Mots-clés


Structure poreuse; Surface spécifique; Perte de charge; Houle; Réflexion; Dissipation.

Texte intégral :

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DOI: http://dx.doi.org/10.5150/revue-paralia.2014.s04

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