Rapport de stage de DEA - rÃ©fÃ©rence CERFACS : WN/CFD/03/75 ...

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3.2.3 Champs moyens de vitesse dans l’injecteur Les figures ?? et ?? présentent également des champs moyens de composantes de vitesse mais cette fois dans l’injecteur à travers un plan de coupe dont il faut bien noter la position peu conventionnelle de par la complexité de la géométrie. La figure ?? montre la composante axiale de la vitesse et dénonce des zones de recirculation dans la partie supérieure du virage que prend l’air pour entrer dans la fente, derrière le décrochement entre la fente et la partie qui entoure le cône de l’injecteur, et enfin derrière la pointe du cône de l’injecteur. Cette dernière zone de recirculation, rappelons-le, est surrestimée car notre maillage interdit au fluide de traverser l’axe central dans la chambre de combustion. Il est important de noter également que la vitesse du combustible est de l’ordre de 100m/s en sortie du tube d’injection. FIG. 3.4 – Champ moyen de la composante axiale de la vitesse dans l’injecteur. FIG. 3.5 – Champ moyen de la composante orthoradiale de la vitesse dans l’injecteur. 18
La figure ?? montre quant à elle la composante orthoradiale ou "de swirl" du champ moyen de vitesse et permet de se faire une idée du champ de vitesse qui réside au sein de l’injecteur. Il n’y a pas de swirl en entrée et on retrouve en sortie les niveaux déjà présentés sur la figure ??. 3.2.4 Champs moyens de vorticité Afin de prendre conscience de la dynamique du "jet in cross flow", c’est-à-dire du jet qui débouche dans un écoulement transverse, on peut s’intéresser à la vorticité. La figure ?? montre une coupe de vorticité projetée sur l’axe x qui est aussi l’axe du jet de méthane. On distingue très bien les deux taches (une noire et une blanche) qui dénoncent les deux tourbillons contrarotatifs que l’on rencontre habituellement dans les "jet in cross flow". La tache blanche en amont de l’injection de méthane est la conséquence de la marche que doit passer l’écoulement d’air. FIG. 3.6 – Champ moyen de vorticité projetée sur l’axe du jet de méthane. La figure ?? montre quant à elle la projection du vecteur vorticité sur l’axe du cross flow, c’est-à-dire sur l’axe principal de l’écoulement d’air dans la fente. En traçant une ligne d’équirichesse égale à un, on remarque alors que les deux tourbillons contrarotatifs tordent la poche de méthane qui est injectée. C’est donc ainsi que s’effectue le mélange : grace à la dynamique du "jet in cross flow", l’air se fait piéger dans le creux de la poche de méthane qui s’enroule. Il n’a pas d’autre solution alors que de se mélanger avec le méthane. 19
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