Contribution à l'étude des jets anisothermes plans par analyse de stabilité et simulation numérique directe

par Eric Alvinerie

Thèse de doctorat en Thermique

Sous la direction de François Penot.

Soutenue en 1996

à Poitiers .


  • Résumé

    Le travail porte sur l'etude de la transition a la turbulence de jets plans, non isothermes, verticaux, en convection mixte. Une etude de stabilite lineaire classique est d'abord realisee sur des profils de vitesse de type jets libres ou parietaux. Les valeurs critiques du nombre de reynolds et des nombres d'ondes sont estimees. Il est montre que les forces de poussee d'archimede, quel que soit leur sens, ont toujours un effet destabilisant. Les modes preferentiels sont determines par une etude de stabilite lineaire convective-absolue. Des comportements locaux differents selon le profil de vitesse utilise sont observes. Ensuite, on etudie le developpement spatial de ces jets a l'aide de la simulation numerique directe, en resolvant les equations de navier-stokes bidimensionnelles, instationnaires, dans le cadre des hypotheses de boussinesq, en formulation fonction de courant, vorticite. Une attention speciale est apportee au traitement des conditions aux limites, en particulier dans le cas des ecoulements non symetriques. La solution numerique est tres sensible aux profils de vitesse imposes a l'injection, aux conditions de sortie prises a la frontiere en aval et, dans le cas des ecoulements convectivement instables, aux perturbations utilisees pour la destabiliser. Il est ainsi possible d'observer des structures symetriques, antisymetriques ou chaotiques, avec de grandes variations du taux d'amplification spatiale. Les forces de poussee d'archimede favorables a l'ecoulement provoquent le declenchement des instabilites plus en amont, mais, selon le profil de vitesse impose a l'injection, leur amplification spatiale est plus ou moins importante. Il est donc montre dans cette etude que, dans une certaine mesure, la stabilite des ecoulements de type jets plans, anisothermes, peut etre controlee en modifiant judicieusement les conditions d'injection. Enfin, des methodes de visualisations numeriques particulierement adaptees a l'analyse des resultats obtenus par simulation directe sont presentees

  • Titre traduit

    Contribution to the study of plane buoyant jets using a stability analysis and direct numerical simulation


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Informations

  • Détails : 276 p.
  • Annexes : 40 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 96/POIT/2235
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