Analyse et modélisation de l'intéraction d'un jet perpendiculaire de paroi avec un écoulement principal

Analysis and modelisation of a normal wall jet-cross flow interaction

• Auteur / Autrice : JEAN-MARC CHARBONNIER
• Direction : ROGER LEBLANC
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Poitiers

Résumé

L'objectif de ce travail est de contribuer a la modelisation experimentale et numerique de l'interaction d'une injection perpendiculaire de paroi a taux d'injection r (rapport des debit-masses) voisins de 1 pour lesquels les modeles numeriques construits pour les cas a forts taux ne sont pas adaptes. On analyse en detail l'ecoulement au voisinage de l'orifice d'un jet circulaire, de 100 mm de diametre, emis a r=0,56 a travers une couche limite mince de plaque plane dans un ecoulement a 16 m/s. Des mesures de vitesse et de pressions moyennes et des visualisations decrivent l'interaction. Elles sont completees par des mesures instantanees de vitesse qui mettent en evidence des phenomenes instationnaires dont on detaille le mecanisme et les effets sur le jet. On compare l'experience a une modelisation integrale du jet et au resultat d'une simulation numerique stationnaire et turbulente utilisant le code natur3d developpe par l'ecole centrale de lyon. Celui-ci represente bien la region immediate de l'orifice et, plus en aval, la partie superieure du jet. L'analyse des differences entre cette simulation numerique et l'experience, pour l'ecoulement entre la paroi et la partie inferieure du jet, permet de quantifier l'effet de l'instationnarite sur le comportement moyen du jet. L'etude est etendue, sur le plan experimental, a l'effet de deux parametres importants pour les applications: l'epaisseur de la couche limite de paroi et l'effet du nombre de mach. On etudie le premier en incompressible avec d/d=0,9 et le second a m=0,8