Analyse d'une simulation

Avant de s'intéresser aux effets des différents paramètres, étudions en détails les résultats d'une simulation. Voici ici le cas ou l'on fait entrer 3 kg/s dans un réservoir avec trois entrée d'air :

Ci-dessus une vidéo ou l'on peut voir l'évolution de l'interface liquide/air. Au dessus de cet interface (du coté des trois entrées) il y a l'air et en dessous il y a l'eau. On peut voir que l'interface change de couleur au cours du temps, ceci est du au fait que l'échelle, qui représente l'altitude le long de l'axe z, se calibre à chaque instant entre le point le plus haut de l'interface et le point le plus bas. On peut ainsi voir qu'au début de la vidéo le point le plus haut de l'interface est à 1.76 mètre (le haut de la tuyère d'entrée) et que vers la fin le point le plus bas est à -0.5 mètre (bas de la tuyère de sortie). Afin de mieux comprendre la vidéo on peut la comparer avec la courbe suivante : 

Cette courbe représente le débit de liquide en sortie de tuyère en fonction du temps. On va analyser cette courbe grâce à certaines images tirées de la vidéo :

  • Le début de la courbe est simple, on a un débit de sortie constant. C'est tout à fait normal puisque l'on impose un débit d'air en entrée constant. Le premier événement marquant se situe au bout de 2,8 secondes où il y a une brusque chute de débit. Comme on peut le voir sur la vidéo cela correspond au moment où la première bulle d'air sort. A partir de ce moment on a un mélange liquide/air qui sort du réservoir.

 

  • Après la chute initial de débit on se retrouve dans une courte période (environ 0,3 - 0,4 secondes) ou le débit fluctue beaucoup mais où sa valeur moyenne ne chute pas vraiment. Cela correspond à une période où dans le réservoir, l'air sort par des bulles séparées qui grossissent de plus en plus.

  • Ensuite on arrive à une période où on retrouve une colonne d'air au centre de la tuyère de sortie. A partir de ce moment le débit commence à décroître rapidement et toujours avec des fluctuations importantes puisque la colonne d'air n'est pas stable et sa forme évolue en permanence.

  • Enfin arrive la dernière étape de la vidange où la colonne d'air adopte une forme circulaire définitive et où son rayon grandit jusqu'à la fin de la vidange.

On a donc vu quels sont les différentes étapes qui se déroulent lors d'une vidange. On va donc pouvoir étudier maintenant l'influence des différents paramètres et ainsi voir si oui ou non ils affectent ces étapes.