CONTRIBUTION A L'ETUDE EXPERIMENTALE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE PDF Download
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DETERMINATION DU COMPORTEMENT DES CHAMPS MOYENS DE LA VITESSE AXIALE LONGITUDINALE ET DES CHAMPS MOYENS ET FLUCTUANT DE LA TEMPERATURE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT INITIALEMENT PLEINEMENT DEVELOPPE DANS UN TUBE CYLINDRIQUE HORIZONTAL ET FORTEMENT CHAUFFE PAR LES PAROIS
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DETERMINATION DU COMPORTEMENT DES CHAMPS MOYENS DE LA VITESSE AXIALE LONGITUDINALE ET DES CHAMPS MOYENS ET FLUCTUANT DE LA TEMPERATURE DANS UN ECOULEMENT TURBULENT INITIALEMENT PLEINEMENT DEVELOPPE DANS UN TUBE CYLINDRIQUE HORIZONTAL ET FORTEMENT CHAUFFE PAR LES PAROIS
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CE TRAVAIL, DE NATURE EXPERIMENTALE, CONCERNE LES JETS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. LES PROPRIETES STATISTIQUES LOCALES, OBTENUES SUR LES CHAMPS DE VITESSE, DE CONCENTRATION MASSIQUE MOYENNE ET DE TEMPERATURE MOYENNE ET FLUCTUANTE SONT INDISPENSABLES TANT POUR UNE MEILLEURE COMPREHENSION PHYSIQUE DES EFFETS DE DENSITE QUE POUR LA MODELISATION DE TELS ECOULEMENTS. LA CONFIGURATION ADOPTEE EST CELLE D'UN JET DE TUBE AXISYMETRIQUE, VERTICAL ET ASCENDANT, FAIBLEMENT CONFINE DANS UN CO-COURANT D'AIR. CES DONNEES PERMETTENT D'ANALYSER L'INFLUENCE DE LA VARIATION DE DENSITE SUR LA STRUCTURE FINE DE LA TURBULENCE. PAR AILLEURS, IL A ETE MIS EN EVIDENCE, POUR LA PREMIERE FOIS, LES VALEURS NEGATIVES DE CERTAINES CORRELATIONS TRIPLES DU CHAMP TURBULENT DE VITESSE DANS LA REGION CENTRALE DES JETS. EN OUTRE, L'EXPLOITATION FINE DES RESULTATS, A TRAVERS LA REALISATION DE BILANS DE CERTAINES EQUATIONS DE CONSERVATION, A PERMIS LA VALIDATION DE CERTAINES MESURES ET SURTOUT L'ESTIMATION DE GRANDEURS N'AYANT PU, VOIRE NE POUVANT, ETRE MESUREES POUR L'INSTANT
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Le pré-traitement statistique utilisé pour simplifier le modèle mathématique complet des écoulements turbulents à masse volumique variable peut être effectué de différentes manières. Des études antérieures, portant sur ce sujet, ont mis en évidence le rôle central des flux turbulents de masse au niveau des différences qui résultent de l'utilisation de la moyenne de Favre ou de la moyenne centrée. Le but de ce travail est donc d'améliorer, par l'observation, la compréhension des mécanismes régissant les écoulements turbulents à masse volumique variable. Nous avons donc défini une configuration expérimentale amplifiant les effets de densité au détriment de ceux de la dynamique. La mesure des flux turbulents de masse nécessite l'acquisition simultanée de la vitesse et de la température à une fréquence élevée. Un examen de la métrologie actuelle nous a aidé à choisir le système de mesure adéquat pour atteindre nos objectifs. Le dépouillement de nos résultats nous a permis de mettre en évidence les mécanismes liant les effets de densité à ceux de la dynamique de l'écoulement. Plus particulièrement, nous avons montré que l'influence des flux turbulents de masse sur le comportement des écoulements compressibles est négligeable.
Author: P. Chassaing Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9401700753 Category : Science Languages : en Pages : 387
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The first part aims at providing the physical and theoretical framework of the analysis of density variations in fully turbulent flows. Its scope is deliberately educational. In the second part, basic data on dynamical and scalar properties of variable density turbulent flows are presented and discussed, based on experimental data and/or results from direct numerical simulations. This part is rather concerned with a research audience. The last part is more directly devoted to an engineering audience and deals with prediction methods for turbulent flows of variable density fluid. Both first and second order, single point modeling are discussed, with special emphasis on the capability to include specific variable density / compressibility effects.
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Définition du problème de la turbulence et revue des diverses approches théoriques de la turbulence. Problème de la fermeture. Rappel des équations du mouvement sous forme instantanée puis sous forme moyennée. Proposition de solutions pour la fermeture. Description des méthodes numériques utilisées pour le calcul de l'écoulement de type couche-limite et pour la résolution des équations de Navier-Stokes. Exposé des principaux résultats obtenus pour le mélange isotherme, la couche de mélange et l'interaction onde de choc-couche limite
Author: RACHID.. EL AMRAOUI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 172
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DANS CE MEMOIRE, NOUS AVONS TESTE LES PERFORMANCES ET EVALUE LA CAPACITE DES MODELES CLASSIQUES DE TURBULENCE POUR PREDIRE LES ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE CONSTANTE ET VARIABLE SOIT PAR MELANGE DE GAZ DE MASSES MOLAIRES DIFFERENTES SOIT PAR DEGAGEMENT DE CHALEUR (COMBUSTION). AINSI, LES MODELES K-EPSILON ET ASM FORMULES EN MOYENNE DE FAVRE (MOYENNE PONDEREE PAR LA MASSE) SONT MIS EN UVRE ET IMPLANTES DANS UN CODE DE COMBUSTION TURBULENTE. 3 TYPES D'ECOULEMENT ONT ETE CHOISIS POUR LA VALIDATION DE CES 2 MODELES. LES RESULTATS DU CALCUL DE L'ECOULEMENT D'AIR ISOTHERME DERRIERE LA MARCHE DESCENDANTE DE KIM (1978) MONTRE D'UNE PART QUE LE MODELE ASM AMELIORE LE CALCUL DES NIVEAUX D'ENERGIE CINETIQUE DE TURBULENCE ET D'AUTRE PART QUE SEULE UNE MODIFICATION DE L'EQUATION DE L'ENERGIE CINETIQUE SERAIT SUSCEPTIBLE D'AMELIORER LA POSITION DU POINT DE RECOLLEMENT PREDITE PAR LES 2 MODELES K-EPSILON ET ASM. CONCERNANT LES EFFETS DE VARIATION DE MASSE VOLUMIQUE EN SITUATION ISOTHERME LES CALCULS ONT ETE MENES PAR LE MODELE K-EPSILON POUR 2 JETS. LE PREMIER EST LEGER ET LE SECOND EST LOURD PAR RAPPORT A L'ECOULEMENTE D'AIR EXTERIEUR. LES RESULTATS DU CHAMP DYNAMIQUE (MOYENNE ET FLUCTUATIONS) SONT SATISFAISANTS. LES FLUCTUATIONS DU SCALAIRE INERTE SONT CORRECTEMENT PREDITES DANS LE CAS DU JET LEGER ET MOINS BIEN PREDITES POUR LE JET LOURD. DANS LA 3EME PARTIE NOUS AVONS CALCULE LA FLAMME DE DIFFUSION DE TAKAGI ET AL (1981). LES TENSIONS DE REYNOLDS SONT SURESTIMEES PAR LE MODELE K-EPSILON. L'AMELIORATION APPORTEE PAR LE MODELE ASM EST SIGNIFICATIVE. NOUS AVONS ETABLI QUE: 1) LE MODELE ASM PREDIT L'EFFET D'ANISOTROPIE DU A LA COMBUSTION ET; 2) AUCUN DES DEUX MODELES NE PERMET DE REPRODUIRE L'EFFET DE RELAMINARISATION NI CELUI DE L'EXPANSION DES ECHELLES INTEGRALES DE TURBULENCE DUE AU DEGAGEMENT DE CHALEUR
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Définition du problème de la turbulence et revue des diverses approches théoriques de la turbulence. Problème de la fermeture. Rappel des équations du mouvement sous forme instantanée puis sous forme moyennée. Proposition de solutions pour la fermeture. Description des méthodes numériques utilisées pour le calcul de l'écoulement de type couche-limite et pour la résolution des équations de Navier-Stokes. Exposé des principaux résultats obtenus pour le mélange isotherme, la couche de mélange et l'interaction onde de choc-couche limite.
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CE TRAVAIL S'ARTICULE AUTOUR DE DEUX POINTS DE VUE SUR LA SPECIFICITE DES ECOULEMENTS TURBULENTS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE: L'ANALYSE PHYSIQUE DES MECANISMES PROPRES A CETTE SITUATION ET LE PROBLEME DE LA MODELISATION DE TELS ECOULEMENTS. ON FAIT D'ABORD LE POINT SUR LES OUTILS DE LA DESCRIPTION STATISTIQUE DE L'ETAT ET DU MOUVEMENT TURBULENT DE FLUIDE A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. ON PROPOSE UNE SYNTHESE CRITIQUE DES OPTIONS DE FORMULATION DES EQUATIONS OUVERTES AUX MOMENTS STATISTIQUES JUSQU'A L'ORDRE DEUX. LE POTENTIEL D'UNE ANALYSE PHYSIQUE DES EFFETS DE DENSITE, BASEE SUR UNE DESCRIPTION SIMPLIFIEE DES CHAMPS MOYENS CENTRES, EST ENSUITE EXPLORE. L'EXISTENCE ET LA NATURE DE REGIONS DE SIMILITUDE FONT L'OBJET D'UNE DISCUSSION LIMITEE AUX CONFIGURATIONS DE COUCHE DE MELANGE ET DE JET. A PROPOS DE LA MODELISATION DE LA TURBULENCE, L'ACCENT EST PORTE SUR LA TRANSPOSITION, AUX ECOULEMENTS A DENSITE VARIABLE, DES FERMETURES EN UN POINT DEVELOPPEES POUR L'ECOULEMENT A MASSE VOLUMIQUE CONSTANTE. LE LIEN ENTRE LES FORMULATIONS INITIALES ET LEUR POTENTIEL DE MODELISATION EST ECLAIRCI. LA DERNIERE PARTIE MET EN UVRE CES PROPOSITIONS DANS UNE SIMULATION NUMERIQUE DE TYPE PARABOLIQUE DE JETS AXISYMETRIQUES A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE. CET OUTIL PERMET DE REVENIR SUR L'ANALYSE PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT APRES VALIDATION DE LA PROCEDURE
Author: ABDELLATIF.. CHAKIR
Author: ABDELLATIF.. CHAKIR
Author: Toufik Djeridane
Author: Alexandre Favre
Author: Pascal Roches
Author: P. Chassaing
Author: Dany Vandromme
Author: RACHID.. EL AMRAOUI
Author: Dany Vandromme
Author: Laurent Joly (ingénieur).)
Author: Jean-Paul Dussauge