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| Modélisations
expérimantales et numériques des écoulements
dans un tube coudé : Application au modèle
de crosse aortique |
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(cf. A4,
A5, A7, A18, A19, A21, C7, C16, C17, C30, C31, C43, C44)
Dans le cadre d'un travail de thèse puis d'un stage, une étude
expérimentale est réalisée depuis 1996 sur un modèle simplifié
de crosse aortique. L'objectif premier de ce travail est d'analyser
l'effet de " starting " des écoulements physiologiques. En début
de période, les signaux physiologiques partent du repos par
opposition aux écoulements oscillatoires simples qui ont une
vitesse initiale non nulle. Ce phénomène de départ confère aux
écoulements des structures particulières. Une étude de la transition
à la turbulence a également été entreprise pour ce type d'écoulement.
Grâce à des enregistrements de vitesse par anémométrie film
chaud, une nouvelle loi de transition a été établie. Celle-ci
se réfère à un nouveau paramètre de fréquence associé au temps
d'accélération systolique.
Nous avons par ailleurs étudié les mouvements secondaires générés
par ce type d'écoulement dans un coude. Un banc de test original
a été réalisé afin de produire des écoulements oscillatoires
et physiologiques exempts de toutes perturbations extérieures.
L'instrumentation actuellement mise en place, a permis de quantifier
différentes grandeurs dans la partie rectiligne du tube (pression,
débit, vitesse instantanée ). |
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| Des visualisations
par tomographie laser ont permis de mettre en évidence la complexité
de l’évolution des structures tourbillonnaires tridimensionnelles
instationnaires dans la partie coudée. Une analyse paramétrique
en fonction du nombre de Dean et du paramètre de fréquence a
été entreprise pour établir une classification des écoulements.
Il est important de noter la forte influence de l’effet de mise
en mouvement pour ces écoulements de type “starting flow”. |
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| Développement
des structures secondaires dans un plan perpendiculaire à l’écoulement
axial pour un angle de 120°. De = 310, a =
10.4, n = 3.9cPo, r
= 1065Kg/m3. |
Suite à ces premiers résultats, des simulations numériques ont
été réalisées sur des modèles géométriques identiques. Les résultats
obtenus montrent un bon accord qualitatif numérique-expérimental.
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Comparaison
visualisations expérimentales – numérique pour un angle de 60°,
De = 464, a
= 10.4, n = 3.9cPo, r = 1065Kg/m3 |
Afin de comparer quantitativement les modélisations numériques
et expérimentales des mesures de vitesses dans la partie coudée
sont en cours de réalisation. Une fois la comparaison établie,
nous pourrons alors évaluer le comportement du frottement pariétal
sur les parois intérieure et extérieure de la partie coudée
à partir des simulations numériques, le frottement pariétal,
rappelons-le, étant une grandeur physique corrélée au développement
de l’hyperplasie intimale. |
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