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

2.4 Caractérisation aérodynamique de l’écoulement
ROWS
1 3 5 7 9 11
FIG. 2.9 - Localisation des mesures de la figure 2.10.
rangée 5 à la rangée 11, la valeur de U ne varie pratiquement pas dans le coeur du jet. Pour le point
de fonctionnement considéré, la valeur de ce pic se situe autour de U = 6.3 m.s −1 . Au-dessus d’une
hauteur d’environ y = 8 d, tous les profils se rejoignent. Cela permet d’estimer la hauteur de film,
distance de la plaque à partir de laquelle l’écoulement n’est pas influencé par l’injection. Cette épaisseur
de film augmente légèrement avec le nombre de rangées. Au-dessus du premier pic, à environ y = 3 d,
on observe la présence d’un autre pic de vitesse. Ce pic secondaire montre une évolution différente du
pic de vitesse marquant le jet en amont. La vitesse de ce pic augmente nettement avec le nombre de
rangées. Miron (2005) le qualifie de coeur du film. Il est principalement la signature du jet situé encore
en amont (jet de la rangée 7 pour le profil mesuré rangée 9, par exemple). Le jet est plus ou moins
mélangé an fonction des vitesses environnantes : la valeur de vitesse de ce pic augmente donc avec le
nombre de rangées. C’est ce que nous appellerons l’effet d’accumulation. Les jets viennent nourrir petit
à petit le film de refroidissement en y apportant de la masse et la quantité de mouvement associée. Il est
à noter qu’aucune étude ne mentionne l’existence d’une limite pour la vitesse de ce pic. La dernière
caractéristique notable de ces profils de U se situe près de la paroi (y = 0.5 d) : la présence d’un
petit pic de vitesse peut être remarquée. Ce troisième pic est la manifestation du contournement du
jet par l’écoulement principal. Comme l’expliquent Yavuzkurt et al. (1980a), un jet présentant un taux
de soufflage τ 1 suffisamment fort (typiquement plus de 0.5) décolle à sa sortie de la perforation. La zone
située sous ce jet, immédiatement en aval du trou, est une zone de dépression qui attire l’écoulement
principal incident. Celui-ci contourne le jet en subissant un fort mouvement en direction de la paroi.
L’écoulement contournant le jet ayant des vitesses de plus en plus élevées avec le nombre de rangées
(voir le pic à y = 3 d), la valeur de vitesse du pic proche paroi a tendance à augmenter. Cet effet est
appelé entrainment process, par Yavuzkurt et al. (1980a). Il constitue une caractéristique fondamentale
des écoulements de refroidissement par multi-perforation, et permet d’expliquer plusieurs phénomènes
49