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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). 56
2.4 Caractérisation aérodynamique de l’écoulement FIG. 2.17 - Visualisation des tourbillons de la couche cisaillée par fluorescence induite par plan laser. D’après Rivero et al. (2001). FIG. 2.18 - Lignes de frottement au niveau d’un jet transverse court. Visualisation des DSSN en aval du jet et des tourbillons en fer à cheval à l’amont du jet. Effet du sens de l’écoulement côté aspiration (plenum flow). D’après Hale et al. (2000b). 57
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