Étude des structures tourbillonnaires de la zone proche d'un jet plan : approche non stationnaire multidimensionnelle

par Dariush Faghani

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Jean Boisson.

Soutenue en 1996

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Jet plan
• Tourbillons (mécanique des fluides)
• Jets
• Anémomètres à fil chaud
• Décompositions orthogonales

Résumé

Les tourbillons bidimensionnels de la zone proche du jet plan sont issus de l'amplification des perturbations ambiantes par un mécanisme d'instabilité convective. A travers des scénari variés d'interactions et de coalescences, ces tourbillons convectent la mémoire des conditions initiales d'émission vers la zone lointaine où, en perdant leur cohérence spatiale instantanée, ils conduisent progressivement le jet à un état turbulent. Après une analyse des modèles de représentation mathématique susceptibles de décrire la structure organisée des écoulements turbulents, nous nous sommes intéressés à l'étude expérimentale des tourbillons de la zone proche d'un jet plan à nombre de Reynolds modéré (5600) par anémométrie à fils chauds croisés. L'application de mesures conditionnelles dans un jet fortement organisé par excitation acoustique nous a permis de mettre en évidence l'évolution en moyenne de phase des tourbillons jusqu'au premier appariement et de vérifier l'efficacité de la technique combinée Décomposition Orthogonale/Estimation Stochastique pour leur détection et leur analyse. L'étude du jet non excité confirme la fiabilité de cette technique et laisse entrevoir des possibilités d'application dans des écoulements plus turbulents à travers des résultats préliminaires encourageants pour un jet à un nombre de Reynolds de 15000

Titre traduit

Study of vortical structures in the near field of a plane jet : a non stationnary multi dimensionnal approach

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