Transition to chaotic Taylor-Couette flow in shear-thinning fluids

Dans un article récent, Esmael et al.[1] ont étudié la transition vers la turbulence en conduite cylindrique pour un fluide non-Newtonien. Ils ont montré qu'une turbulence faible peut être générée par le caractère rhéofluidifiant du fluide. Un fluide rhéofluidifiant est un fluide dont la viscosité décroît non linéairement lorsque le cisaillement augmente. Dans la présente communication, nous confirmons ce résultat à travers une autre configuration géométrique. Nous présentons des résultats expérimentaux sur la stabilité d'un écoulement de Couette à large entrefer (rapport de rayons μ= R1/R2 = 0.4) pour des solutions aqueuses de xanthan (fluide rhéofluidifiant et très faiblement élastique). Pour des concentrations suffisamment importantes, l'écoulement devient chaotique à partir de Re = 1.5 Rec où Rec est le nombre de Reynolds critique de bifurcation primaire. Pour un fluide Newtonien (solution de Glycérine), les tourbillons de Taylor restent stables jusqu'à Re ≈ 7.3Rec avant de bifurquer vers le régime ondulé. Une étude théorique basée sur des approches linéaire et faiblement non-linéaire est effectuée au préalable pour déterminer le nombre de Reynolds critique de bifurcation primaire ainsi que la nature de cette bifurcation