Etude des écoulements gazeux isothermes en microconduit : du régime hydrodynamique au proche régime moléculaire libre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Gas micro flows studies in microdevices from the continuum to the free molecular regime.

Etude des écoulements gazeux isothermes en microconduit : du régime hydrodynamique au proche régime moléculaire libre

Résumé

This Ph. D work involves experimental, numerical and theoretical studies on the isothermal flows in the microtubes and the microchannels using different gases. The experimental part is devoted to the measurements of the mass flow rates. It is completed by a numerical simulation based on the Monte Carlo method, that gives the velocity profile in a section of the microdivice. The results were compared to the following approaches : the NS equations in the slip regime and the various kinetic approaches (linearized Boltzmann equation, BGK) in the transitional and the free molecular regime. Comparing our experiments to these numerical or theoretical approaches , we determine the field of validity of the slip regime (using first and second order boundary conditions), the values of the tangential accommodation coefficient, the values of the coefficient of second order and its parameter dependences. Finally, we analyze the asymptotic behavior of the mass flow rate in the free molecular regime.
Ce travail de thèse porte sur l'étude expérimentale, numérique et théorique des écoulements isothermes dans les microtubes et les microcanaux pour différents gaz. Le volet proprement expérimental porte sur la mesure des débits. Ce volet est complété d'abord par la mise en oeuvre d'une méthode de Monte Carlo permettant d'atteindre le profil des vitesses dans des sections choisies. Ces résultats sont comparés a ceux donnés par différentes approches théoriques et numériques : approche NS continue en régime de glissement, approches cinétiques (Boltzmann linéarisé, BGK) en régime transitionnel ou en régime moléculaire libre. A travers ces comparaisons on détermine notamment le domaine de validité du régime de glissement (premier et second ordre), des valeurs du coefficient d'accommodation de la composante tangentielle de la quantité de mouvement, les valeurs du coefficient du second ordre en régime de glissement ainsi que les grandeurs dont il dépend. On analyse aussi le comportement asymptotique de l'écoulement (débit) quand le nombre de Knudsen devient très grand.
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Dates et versions

tel-00396378 , version 1 (17-06-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00396378 , version 1

Citer

Timothée Ewart. Etude des écoulements gazeux isothermes en microconduit : du régime hydrodynamique au proche régime moléculaire libre. Analyse de données, Statistiques et Probabilités [physics.data-an]. Université de Provence - Aix-Marseille I, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00396378⟩
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