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

L’ÉCOULEMENT AUTOUR D’UNE PAROI MULTI-PERFORÉE
moyenne (figure 2.11a) montrent comment le jet modifie complètement l’écoulement proche paroi. En
x = −2.92 d (profil de gauche), peut être observé l’écoulement incident pour le jet de la neuvième
rangée. Cet écoulement est marqué par les jets des rangées précédentes. A environ y = 2.5 d, un pic de
vitesse, trace du jet de la rangée 7, peut être observé. Par rapport à un profil de couche limite classique, la
vitesse longitudinale montre de plus fortes vitesses dans la zone de jet, notamment en proche paroi, où le
processus d’entraînement maintient la présence de forts gradients. Le profil suivant (x = 0) est mesuré
juste au-dessus du centre de la sortie de la perforation. On y observe le jet débouchant dans l’écoulement
(petites valeurs de y). Ce jet va souffler la couche limite incidente. Au niveau de x = 2.92 d, on retrouve
le type de profil observé figure 2.10a, avec la présence des trois pics de vitesse. Plus en aval (x = 5.84 d),
le jet a été mélangé à l’écoulement principal et sa trace sur le profil de vitesse est beaucoup plus atténuée.
On retrouve une structure proche du premier profil (x = −2.92 d), avec toutefois des maxima de vitesse
plus marqués.
Dans le sillage des jets, la vitesse verticale moyenne est très marquée par la présence des jets. La
figure 2.11b montre que V subit un mouvement vertical fort en dessous de y = 3 d. Les fortes vitesses
verticales du jet débouchant peuvent être observées sur le deuxième profil, en x = 0. Au-dessus de
y = 3 d, quelle que soit la position de mesure, le profil est en revanche peu affecté par les jets. Les profils
de vitesse fluctuante (figure 2.11c,d) montrent les mêmes tendances. Le jet vient bouleverser les niveaux
de fluctuations en proche paroi. Ces niveaux de fluctuations baissent au fur et à mesure que l’on s’éloigne
du jet, avant de rencontrer le jet suivant.
Entre les jets, hors sillage direct, l’écoulement est également modifié, mais de manière moins spectaculaire.
Au fur et à mesure des rangées, l’écoulement est entraîné vers la paroi par les jets environnants,
et perd peu à peu les caractéristiques de l’écoulement incident avant les premières rangées. Il subit globalement
un mouvement vertical vers la paroi (V < 0), correspondant à l’entraînement du fluide. On
peut ainsi délimiter deux types de zones : les zones de sillage des jets, pour lesquelles la vitesse verticale
moyenne est positive, et les zones inter-sillages, avec des vitesses négatives. C’est ce qui est représenté
figure 2.12. Les zones de sillage s’étendent sur une largeur maximale d’environ 1 diamètre de part et
d’autre des jets.
ECOULEMENT
PRINCIPAL
Zone inter−sillage
Sillage de jet
Zone inter−sillage
Sillage de jet
Zone inter−sillage
Sillage de jet
FIG. 2.12 - Structure du film de refroidissement dans le plan parallèle à la paroi (x,z).
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