these simulation numerique et modelisation de l'ecoulement autour ...

2.1 Présentation de la configuration de multi-perforation
Dans ce manuscrit, certaines conventions seront respectées : l’écoulement 2 nourrissant les perforations
sera toujours situé en dessous de la paroi perforée. Il sera indifféremment désigné par les termes
écoulement froid ou écoulement secondaire. Ce côté de la paroi sera appelé côté aspiration : les trous
aspirent l’air de ce côté pour l’injecter de l’autre. L’autre côté de la paroi, représentant le côté chambre
de combustion, sera donc appelé côté injection. L’écoulement 1 dans lequel débouchent les jets de la
multi-perforation pourra être désigné par les termes écoulement chaud ou écoulement principal. Une
partie de l’étude se faisant dans une situation isotherme, nous ne pourrons pas toujours utiliser les termes
chaud ou froid pour désigner chaque partie de l’écoulement : nous utiliserons alors les termes écoulement
principal et écoulement secondaire. Les conventions de repère utilisées seront toujours les mêmes : x est
la direction principale des écoulements principal et secondaire, y la direction normale à la paroi et z la
direction transverse. Une rangée de perforations est percée à x constant (voir plus loin figure 2.5).
2.1.2 Structure globale du film de refroidissement
Le film de refroidissement qui se développe le long d’une paroi multi-perforée peut être divisé en
plusieurs parties, dans la direction longitudinale, comme le montre la figure 2.3 :
COUCHE LIMITE
INCIDENTE
ZONE
D’ATTAQUE
ZONE
ETABLIE
ZONE
DE RECOUVREMENT
Hauteur
de film
FIG. 2.3 - Schéma du développement spatial d’un film de refroidissement créé par une paroi multi-perforée.
– La zone d’attaque du film est constituée par les premières rangées. Dans cette portion du film,
l’écoulement est encore très dépendant des caractéristiques de l’écoulement principal en amont
de la zone perforée. Les jets se mélangent à cet écoulement pour commencer à former le film
de refroidissement. Au bout de quelques rangées, typiquement 5-7, la structure du film s’établit.
Le nombre de rangées nécessaires à l’établissement de l’écoulement dépend du taux de soufflage
considéré. Pour des taux de soufflage forts (typiquement supérieurs à 3), Scrittore, Thole & Burd
(2007) montrent que l’écoulement ne s’établit qu’après la quinzième rangée.
– Dans la zone dite établie, les variations spatiales sont moins importantes. Les zones d’inhomogénéité
sont limitées aux sillages des jets. D’une rangée à la suivante, l’écoulement proche
paroi varie peu (Scrittore et al., 2007). En réalité, aucune étude n’a permis de montrer qu’au bout
d’un certain nombre de rangées, l’écoulement est complètement stabilisé, et qu’il n’y a plus de
différence entre une rangée et la suivante. Comme nous le verrons plus tard dans ce chapitre, même
dans la zone dite « établie », l’écoulement évolue encore légèrement d’une rangée à l’autre.
– Le film persiste après la zone perforée. Dans cette partie, appelée zone de recouvrement, le film
33