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

L’ÉCOULEMENT AUTOUR D’UNE PAROI MULTI-PERFORÉE
Les travaux relatifs à la structure des jets transverses inclinés sont beaucoup moins nombreux, leur
structure est donc moins bien connue. Dans le cas de la multi-perforation, peu d’auteurs ont cherché à
identifier les structures tourbillonnaires de l’écoulement. A l’aide de mesures par Anémométrie Laser
Doppler dans les trois directions, Gustafsson (2001) a caractérisé le champ de vitesse du côté injection
d’une plaque multi-perforée échelle 10. Les mesures de vitesse ont été effectuées au niveau de la
troisième rangée de perforations. De nombreuses données sont disponibles dans cette thèse : vitesses
moyennes, fluctuantes, moments d’ordre 2, vorticité. Il serait fastidieux et inutile de rappeler ici tous les
détails des résultats obtenus, mais une partie importante de ce travail consiste à caractériser la topologie
de l’écoulement. Gustafsson (2001) montre la présence de deux types de structures (figure 2.19) présentes
dans le champ moyen : une paire de tourbillons contrarotatifs dirigés dans la direction de l’écoulement
et deux autres tourbillons, situés juste en aval du jet, les DSSN. Les tourbillons contrarotatifs orientés
FIG. 2.19 - Mesures au niveau de la troisième rangée d’une plaque multi-perforée : structure de l’écoulement.
Gauche : tubes de courant coloriés par le module de vitesse. Droite : schéma d’interprétation. D’après
Gustafsson (2001).
dans la direction longitudinale forment la structure la plus importante du sillage, le CVP. Dans le cas de
Gustafsson (2001), ils naissent au niveau des bords latéraux du trou (et non par déformation du jet dans
le sillage lointain) et passent ensuite sous le jet. Ces tourbillons expliquent la structure du sillage du jet :
les vitesses verticales négatives à l’extérieur et maximales sous le jet.
Les travaux de Gustafsson (2001), qui sont les seuls à traiter de la topologie de l’écoulement de
jet transverse dans le cas de la multi-perforation, ont permis de détecter deux structures présentes dans
le champ moyen. D’autres informations sur la structure du jet incliné peuvent être trouvées dans les
études sur les jets isolés ou faisant partie d’une rangée de perforations. Il n’existe cependant aucune
garantie que ces structures soient présentes dans le cas de la multi-perforation. Dans ses simulations aux
grandes échelles d’une rangée de jets inclinés à 35 ◦ , Peet (2006) observe la présence d’un tourbillon
en fer à cheval. Dans le cas du jet incliné, le gradient de pression adverse responsable du décollement
de l’écoulement incident est toutefois moins important que dans le cas du jet normal. C’est ce qui peut
expliquer son absence chez Gustafsson (2001), ou même dans d’autres SGE d’une rangée de jets, comme
celles de Tyagi & Acharya (2003). Peet (2006) montre également que le CVP se forme sur les bords
latéraux du jet, puis se rapproche et passent sous le jet, comme le montre la figure 2.20.
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