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

L’ÉCOULEMENT AUTOUR D’UNE PAROI MULTI-PERFORÉE
Paire de vortex
contrarotatifs
Ecoulement
principal
Vortex de la
couche cisaillee
Vortex en
’’ fer a cheval’’
Vortex de sillage
FIG. 2.16 - Schéma de la structure tourbillonnaire du jet transverse canonique. D’après Fric & Roshko (1994).
cipal : la présence du jet induit la présence d’un point de stagnation pour l’écoulement principal ; il
en résulte un gradient de pression adverse qui provoque un décollement de la couche limite. Kelso
et al. (1996) font le rapprochement avec les structures présentent en amont d’un système cylindreparoi.
Juste en aval du point de décollement, ils observent dans leur expérience la présence de
plusieurs tourbillons en fer à cheval en amont du jet. Le nombre de tourbillons en fer à cheval varie
fortement en fonction des paramètres de l’écoulement dans Hale et al. (2000b) (voir figure 2.18),
– Les structures de sillage apparaissent derrière le jet et sont convectées dans la direction de
l’écoulement principal. Ce sont des structures instationnaires et tridimensionnelles complexes,
– La paire de tourbillons contrarotatifs (ou CVP pour Counter-rotating Vortex Pair) est la structure
dominante qui se développe dans le champ lointain. Ces tourbillons jouent un rôle majeur dans le
mélange entre l’écoulement principal et le jet.
Depuis Fric & Roshko (1994), d’autres structures secondaires ont été détectées. Une seconde paire de
tourbillons contrarotatifs est parfois détectée dans le champ moyen (Kelso et al., 1996; Hale et al.,
2000b). Ils sont situés très près de la paroi et ont une petite taille par rapport aux tourbillons formant
la CVP, ce qui explique peut-être qu’ils ne soient pas toujours observés. Outre les tourbillons de sillage
instationnaires étudiés par Fric & Roshko (1994), Hale et al. (2000b) montrent la présence de séparation
stationnaires en aval du jet (figure 2.18), que Peterson & Plesniak (2004a) désignent ensuite par le terme
downstream spiral separation node (DSSN), pour les distinguer des structures instationnaires de sillage.
Dans l’expérience de Hale et al. (2000b), les jets sortent de perforations courtes. Le jet est alors totalement
dépendant de l’écoulement côté aspiration, comme l’ont montré Brundage, Plesniak & Ramadhyani
(1999). La figure 2.18 montre comment la position et l’intensité des DSSN change en fonction de la direction
de l’écoulement côté aspiration (textitplenum flow).
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