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

L’ÉCOULEMENT AUTOUR D’UNE PAROI MULTI-PERFORÉE
de l’air en sortie de compresseur. Cependant, comme nous le verrons dans les simulations anisothermes,
le fluide présent dans la perforation a déjà été réchauffé par la plaque. Il faut donc à la fois
évaluer la température du fluide entrant dans les perforations et déterminer comment se comporte
le coefficient de transfert de chaleur.
– Côté chaud : du côté de la paroi exposé aux gaz brûlés également, la difficulté est double. D’une
part, le coefficient de transfert de chaleur n’est pas connu a priori, les jets modifiant fortement
l’écoulement par rapport à un cas sans jet. D’autre part, la température avec laquelle la paroi
échange de la chaleur n’est pas connue. Elle est le résultat du processus complexe de mélange
entre l’air de refroidissement injecté et les gaz chauds présents dans la chambre de combustion.
Cette double difficulté a donné lieu à deux approches pour l’estimation des transferts thermiques
côté chaud : l’approche adiabatique et l’approche effective (voir § 2.3.2).
L’écoulement autour et à l’intérieur d’une paroi multi-perforée est complexe et diffère des écoulements
pour lesquels les transferts de chaleur sont bien connus (couche limite sur plaque plane, écoulements
pleinement développés en canaux ou conduites...). De plus, l’écoulement côté chaud et celui dans la
perforation présentent une difficulté supplémentaire : la température des gaz qui échangent de la chaleur
avec la paroi est inconnue.
2.3.1 Transferts thermiques côté aspiration et à l’intérieur des perforations
En pratique, les transferts de chaleur côté froid et dans les perforations ont été peu étudiés. Les
transferts de chaleur côté froid ne sont intéressants que dans le cas de la multi-perforation pour les
murs de la chambre de combustion. La majorité des études concernant, même pour la multi-perforation,
les aubes de turbine, ce mode de transfert n’est que très peu étudié. Pour des études de transfert de
chaleur sans écoulement tangentiel, le lecteur pourra se reporter à Sparrow & Gurdal (1981), Sparrow
& Carranco Ortiz (1982) ou Dorignac et al. (2005). Dans les perforations, les mesures de transferts de
chaleur sont extrêmement difficiles et constituent un défi pratique pour les expérimentateurs. A tel point
qu’en 1995, Cho & Goldstein (1995a) disent qu’ils sont les premiers à effectuer ce type de mesures à
l’intérieur d’une perforation, percée perpendiculairement à la paroi. Cho & Goldstein (1995a) étudient
les transferts de chaleur par analogie avec le transfert de masse, en revêtant les parois côté froid et dans
les perforations par un film de naphtalène qui est partiellement sublimé au cours de l’expérience. Ils
obtiennent ainsi une estimation locale des transferts de chaleur dans ces zones peu étudiées auparavant.
Notons également les travaux de Foulon (1999), pour la caractérisation des échanges à l’intérieur des
perforations. Foulon (1999) présente dans son mémoire de thèse de nombreux résultats et corrélations
pour des perforations normales à la paroi.
Les transferts thermiques du côté aspiration de la paroi et dans les perforations ont été peu étudiés.
Ils sont connus dans des cas simplifiés, par exemple sans écoulement côté aspiration ou pour des perforations
longues, dans lesquelles l’écoulement est pleinement développé. Notons que la mesure des
transferts pariétaux est extrêmement difficile, en particulier pour des perforations de petites tailles, la
technique de l’analogie avec le transfert de masse impliquant un grand nombre de difficultés et d’approximation
(voir Foulon, 1999) : la sublimation du revêtement de naphtalène dépend fortement des
conditions expérimentales, qui peuvent varier au cours du temps ; de plus, l’application d’une couche de
naphtalène s’avère tout simplement impossible pour l’étude de perforations de petites tailles.
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