Abstract FR:

Ce travail s'inscrit dans un projet de maitrise des systemes agites industriels et de caracterisation des performances hydrodynamiques de chacun. Les performances de ces mobiles ont ete apprehendees a partir d'une approche experimentale completee par une approche numerique qui autorise de prendre en compte la forme exacte des pales du mobile. L'etude bibliographique fait un etat des lieux des etudes numeriques en mettant l'accent sur les techniques de modelisation d'un objet tournant dans une cuve fixe et leurs limites, les modeles de turbulence et la precision des resultats. L'approche experimentale nous a permis de disposer d'une base de donnees, utilisable comme conditions limites de l'approche numerique ou comme valeurs de reference pour la phase de validation. Nous avons determine les performances globales des mobiles (puissance et temps de melange) et caracterise l'ecoulement local par anemometrie laser a effet doppler. Le code numerique fluent est presente a partir des equations, des modeles de turbulence, des methodes de resolution et des criteres de convergence. Pour quantifier numeriquement les performances de chaque systeme, des criteres hydrodynamiques globaux et locaux sont definis differemment suivant l'operation unitaire. Le dernier chapitre est un recapitulatif de toutes les simulations effectuees. Lors des premiers essais, le mobile est represente en maillage structure par une boite noire et il est caracterise par son ecoulement en sortie de pale. L'acquisition d'un solveur a maillages non-structures m'a permis d'envisager une approche beaucoup plus rigoureuse : il s'agit de representer exactement la forme des pales. Aucune donnee empirique autre que le choix du modele de turbulence n'est necessaire. Le comportement du code a ete etudie sur des mobiles a geometrie complexe telles la vis helicoidale et des helices a pales profilees. Les resultats numeriques sont valides experimentalement et analyses a partir des criteres definis precedemment.