Etude et contrôle des jets ronds compressibles par simulation des Grandes Echelles

par Mohamed Maidi

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides et transferts

Sous la direction de Marcel Lesieur.

Soutenue en 2004

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans cette étude, le développement spatial du jet rond turbulent compressible subsonique et supersonique est étudié par simulations des Grandes Echelles. Les principaux objectifs de ce travail est, dans un premier temps, de mettre en évidence les changements structurels et statistiques causés par l'augmentation du nombre de Mach. Un des effets les plus remarquables de la compressibilité est la disparition de la forme axisymétrique des tourbillons primaires du jet. Ce phénomène est associé à une réduction initiale du taux de croissance du jet et un allongement de la longueur du cône potentiel. En second lieu, nous nous sommes intéressés au contrôle des jets subsoniques et supersoniques à partir des forçages sur les conditions d'entrée visant à obtenir un fort taux de mélange et d'élargissement. Dans le cas du jet subsonique le taux d'élargissement le plus élevé est obtenu en combinant une excitation variqueuse en mode préférentiel et une excitation alternée en mode sous-harmonique. En revanche, dans le cas supersonique la meilleure performance de contrôle a été obtenue en applicant une excitation alternée en deuxième mode sous-harmonique.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Study and control of compressible round jets by large eddy simulations


  • Résumé

    This work focuses on the spatial evolution of coherent vortices in turbulent subsonic (Mach 0. 7) and supersonic (Mach 1. 4) round jets using Large-Eddy Simulations. The first study analyzes the spatial evolution of the natural (unforced) turbulent round jets. We show that the subsonic jet dynamics is dominated by large-scale axisymmetric votices in the transitional regime downstream of the nozzle. These vortex rings disappear in the supersonic jet. Instead, we show that the primary vortices undergoing alternate pairing form immediately. This phenomenon is associated with a dramatic initial reduction of the jet spreading rate, yielding and increase of the jet potential-core length. The second study is related to the problem of control in subsonic and supersonic round jets trough the use of deterministic pertubations at the jet inlet. The effect of each method of forcing is investigated and analysed. In subsonic case, the higher spreading rate is obtained when using combined varicose and flapping excitations at preferred and first sub-harmonic frequencies, respectively. On the other hand, in the supersonic jet, the most efficient strategy for jet control is obtained using flapping excitation at the second sub-harmonic frequency.

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Informations

  • Détails : xvi-139 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.131-139

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/INPG/0111
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/INPG/0111/D
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