ETUDE DE MELANGE DE JETS COAXIAUX TURBULENTS A FAIBLES NOMBRES DE MACH PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES

ETUDE DE MELANGE DE JETS COAXIAUX TURBULENTS A FAIBLES NOMBRES DE MACH PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES PDF Author: Serge Boissière
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CETTE ETUDE A POUR BUT DE COMPRENDRE ET DE MODELISER LES PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT LORS DU MELANGE DE DEUX JETS DE GAZ NON REACTIF, PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES, A DE FAIBLE NOMBRE DE MACH (INFERIEURS A 0,3). LES CARACTERISTIQUES DYNAMIQUES DES DEUX JETS PERMETTENT DE SUPPOSER QUE L'ECOULEMENT RESULTANT DU MELANGE EST INCOMPRESSIBLE DILATABLE. UNE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DE CONSERVATION DU FLUIDE AINSI QUE DES EQUATIONS DE FERMETURE TURBULENTES DE TYPE (K, ) A ETE FAITE PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. UNE COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX DE LA NASA DANS DES CONFIGURATIONS AXISYMETRIQUES ET SANS RECIRCULATION A PERMIS DE VERIFIER L'HYPOTHESE D'INCOMPRESSIBILITE DANS LA ZONE DE MELANGE ET MIS EN RELIEF L'IMPORTANCE DU NOMBRE DE PRANDTL LIE A LA DIFFUSION TURBULENTE DE LA TEMPERATURE. L'EPAISSEUR DES ZONES DE MELANGES THERMIQUE ET CINETIQUE EST SOUS-EVALUEE PAR LE CALCUL QUELLE QUE SOIT LA VALEUR DE PRANDTL CHOISIE (0,1-1,5). LE MEILLEUR ACCORD ENTRE L'EXPERIENCE ET LE CALCUL A ETE OBTENU, POUR LES PROFILS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE, POUR UN PRANDTL EGAL A 0,5, CORRESPONDANT A UNE VALEUR CHOISIE, EN GENERAL, POUR DES JETS LIBRES

ETUDE DE MELANGE DE JETS COAXIAUX TURBULENTS A FAIBLES NOMBRES DE MACH PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES

ETUDE DE MELANGE DE JETS COAXIAUX TURBULENTS A FAIBLES NOMBRES DE MACH PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES PDF Author: Serge Boissière
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CETTE ETUDE A POUR BUT DE COMPRENDRE ET DE MODELISER LES PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT LORS DU MELANGE DE DEUX JETS DE GAZ NON REACTIF, PRESENTANT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES, A DE FAIBLE NOMBRE DE MACH (INFERIEURS A 0,3). LES CARACTERISTIQUES DYNAMIQUES DES DEUX JETS PERMETTENT DE SUPPOSER QUE L'ECOULEMENT RESULTANT DU MELANGE EST INCOMPRESSIBLE DILATABLE. UNE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS DE CONSERVATION DU FLUIDE AINSI QUE DES EQUATIONS DE FERMETURE TURBULENTES DE TYPE (K, ) A ETE FAITE PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS. UNE COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX DE LA NASA DANS DES CONFIGURATIONS AXISYMETRIQUES ET SANS RECIRCULATION A PERMIS DE VERIFIER L'HYPOTHESE D'INCOMPRESSIBILITE DANS LA ZONE DE MELANGE ET MIS EN RELIEF L'IMPORTANCE DU NOMBRE DE PRANDTL LIE A LA DIFFUSION TURBULENTE DE LA TEMPERATURE. L'EPAISSEUR DES ZONES DE MELANGES THERMIQUE ET CINETIQUE EST SOUS-EVALUEE PAR LE CALCUL QUELLE QUE SOIT LA VALEUR DE PRANDTL CHOISIE (0,1-1,5). LE MEILLEUR ACCORD ENTRE L'EXPERIENCE ET LE CALCUL A ETE OBTENU, POUR LES PROFILS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE, POUR UN PRANDTL EGAL A 0,5, CORRESPONDANT A UNE VALEUR CHOISIE, EN GENERAL, POUR DES JETS LIBRES

Influence de gradients thermiques dans un mélange de jets turbulents

Influence de gradients thermiques dans un mélange de jets turbulents PDF Author: Marielle Cantillon
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CETTE ETUDE PRESENTE UNE MODELISATION NUMERIQUE D'UN MELANGE DE DEUX JETS CONFINES AXISYMETRIQUES TURBULENTS, DANS UN DIFFUSEUR COURT. LES ECOULEMENTS CONSIDERES SONT SUBSONIQUES, ILS PRESENTENT DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES AINSI QU'UNE IMPORTANTE ZONE DE RECIRCULATION. ON UTILISE ALORS LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES, ASSOCIEES A UN MODELE DE TURBULENCE (K, E), AINSI QU'A UNE EQUATION D'ENERGIE SIMPLIFIEE. LA SOLUTION NUMERIQUE EST OBTENUE PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS ET UN SCHEMA IMPLICITE. UN EFFORT PARTICULIER DE CETTE ETUDE PORTE SUR L'ETABLISSEMENT DES CONDITIONS AUX LIMITES, NOTAMMENT LA VALEUR IMPOSEE A L'ENTREE POUR E ET LES CONDITIONS DE SORTIE, DONT L'INFLUENCE SUR LES RESULTATS OBTENUS EST TRES MARQUEE. UNE COMPARAISON DES RESULTATS DU CALCUL AVEC DES MESURES EXPERIMENTALES EST ENSUITE EFFECTUEE POUR DIVERSES CONFIGURATIONS CINETIQUES ET THERMIQUES. IL EN RESSORT QUE LES CONDITIONS AUX LIMITES ADOPTEES PERMETTENT DE TRAITER CORRECTEMENT LES CAS DECOLLES EN SORTIE, ET QUE LA PRESENCE DE GRADIENTS THERMIQUES N'AFFECTE PAS LA PRECISION DU CALCUL. CEPENDANT, SI LES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE SONT CORRECTEMENT EVALUES, L'ACCORD CALCUL-EXPERIENCE EN PRESSION N'A PU ETRE OBTENU QUE POUR LES CAS NON DECOLLES

Etude numérique de la dynamique tourbillonnaire et du mélange dans les jets coaxiaux turbulents

Etude numérique de la dynamique tourbillonnaire et du mélange dans les jets coaxiaux turbulents PDF Author: Guillaume Balarac (chercheur en génie mécanique).)
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Ce travail porte sur l'étude par simulation numérique de jets ronds coaxiaux à fort rapport de vitesse avec une attention particulière portée sur trois aspects : la transition de ces jets vers la turbulence, le mélange dans cette configuration d'écoulement et l'influence du nombre de Reynolds sur ces deux précédents points. Dans un premier temps, nous réalisons des simulations numériques directes de jets coaxiaux à un nombre de Reynolds modéré. Ces jets générent une région de recirculation lorsque le rapport des vitesses entre les jets externe et interne dépasse une valeur critique. Les anneaux de Kelvin-Helmholtz intérieurs et extérieurs ont un développement couplé. Ils sont convectés avec une même fréquence de passage contrôlée par la couche cisaillée extérieure. Ensuite, comme pour les jets ronds, des tourbillons longitudinaux contra-rotatifs apparaissent initiant la tridimensionnalisation de l'écoulement. La région de recirculation influence les anneaux de Kelvin-Helmholtz internes en les ralentissant et en les étirant longitudinalement. Deux modèles théoriques prédisant des grandeurs globales du jet (la longueur du cône potentiel interne et la valeur du rapport de vitesse critique au-delà duquel la région de recirculation apparaît) montrent l'influence de l'épaisseur de quantité de mouvement intérieure initiale. Les propriétés de mélange ont ensuite été étudiées en résolvant l'équation de transport d'un traceur simultanément aux équations de Navier-Stokes. Les structures cohérentes de l'écoulement contrôlent le processus de mélange. Les tourbillons longitudinaux augmentent le mélange par un phénomène d'éjection du traceur en périphérie du jet. Cependant, la configuration initiale du jet montre que des poches de traceur non mélangé persistent à la fin de la transition. Les modifications des conditions d'entrée du jet diminuant ces poches sont celles qui permettent une génération plus précoce ou plus intense de structures longitudinales. C'est le cas de la région de recirculation qui étire longitudinalement les structures. De la même façon, un forçage azimutal de la couche cisaillée externe (qui domine la dynamique) améliore nettement le mélange et semble être plus performant qu'un forçage axisymétrique en ce qui concerne le mélange en champ proche. Pour finir, nous avons réalisé des simulations des grandes échelles de jets coaxiaux à hauts nombres de Reynolds. L'auto-similitude des jets coaxiaux en turbulence pleinement développée a permis une validation sur les données expérimentales. Les quantités globales des jets coaxiaux sont fortement dépendantes du nombre de Reynolds jusqu'à ce que celui-ci atteigne une valeur de l'ordre de 10000. Au-delà de cette valeur, ces quantités sont quasi-indépendantes du nombre de Reynolds en raison du phénomène de ``mixing transition'' qui implique une déstabilisation tridimensionnelle immédiate du jet. Cette déstabilisation précoce des couches cisaillées conduit la région de recirculation à un comportement instationnaire. Enfin, cela permet une nette amélioration du mélange avec un phénomène d'éjection du traceur proche de l'entrée du jet.

Etude numérique de la dynamique tourbillonnaire et du mélange dans les jets coaxiaux turbulents

Etude numérique de la dynamique tourbillonnaire et du mélange dans les jets coaxiaux turbulents PDF Author: Guillaume Balarac
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Ce travail porte sur l'étude par simulation numérique de jets ronds coaxiaux à fort rapport de vitesse avec une attention particulière portée sur trois aspects : la transition de ces jets vers la turbulence, le mélange dans cette configuration d'écoulement et l'influence du nombre de Reynolds sur ces deux précédents points. Dans un premier temps, nous réalisons des simulations numériques directes de jets coaxiaux à un nombre de Reynolds modéré. Ces jets générent une région de recirculation lorsque le rapport des vitesses entre les jets externe et interne dépasse une valeur critique. Les anneaux de Kelvin-Helmholtz intérieurs et extérieurs ont un développement couplé. Ils sont convectés avec une même fréquence de passage contrôlée par la couche cisaillée extérieure. Ensuite, comme pour les jets ronds, des tourbillons longitudinaux contra-rotatifs apparaissent initiant la tridimensionnalisation de l'écoulement. La région de recirculation influence les anneaux de Kelvin-Helmholtz internes en les ralentissant et en les étirant longitudinalement. Deux modèles théoriques prédisant des grandeurs globales du jet (la longueur du cône potentiel interne et la valeur du rapport de vitesse critique au-delà duquel la région de recirculation apparaît) montrent l'influence de l'épaisseur de quantité de mouvement intérieure initiale. Les propriétés de mélange ont ensuite été étudiées en résolvant l'équation de transport d'un traceur simultanément aux équations de Navier-Stokes. Les structures cohérentes de l'écoulement contrôlent le processus de mélange. Les tourbillons longitudinaux augmentent le mélange par un phénomène d'éjection du traceur en périphérie du jet. Cependant, la configuration initiale du jet montre que des poches de traceur non mélangé persistent à la fin de la transition. Les modifications des conditions d'entrée du jet diminuant ces poches sont celles qui permettent une génération plus précoce ou plus intense de structures longitudinales. C'est le cas de la région de recirculation qui étire longitudinalement les structures. De la même façon, un forçage azimutal de la couche cisaillée externe (qui domine la dynamique) améliore nettement le mélange et semble être plus performant qu'un forçage axisymétrique en ce qui concerne le mélange en champ proche. Pour finir, nous avons réalisé des simulations des grandes échelles de jets coaxiaux à hauts nombres de Reynolds. L'auto-similitude des jets coaxiaux en turbulence pleinement développée a permis une validation sur les données expérimentales. Les quantités globales des jets coaxiaux sont fortement dépendantes du nombre de Reynolds jusqu'à ce que celui-ci atteigne une valeur de l'ordre de 10000. Au-delà de cette valeur, ces quantités sont quasi-indépendantes du nombre de Reynolds en raison du phénomène de ``mixing transition'' qui implique une déstabilisation tridimensionnelle immédiate du jet. Cette déstabilisation précoce des couches cisaillées conduit la région de recirculation à un comportement instationnaire. Enfin, cela permet une nette amélioration du mélange avec un phénomène d'éjection du traceur proche de l'entrée du jet.

Étude expérimentale et simulation numérique des transferts de quantité de mouvement et thermiques dans les jets supersoniques coaxiaux

Étude expérimentale et simulation numérique des transferts de quantité de mouvement et thermiques dans les jets supersoniques coaxiaux PDF Author: Sylvie Mistral
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Pages : 231

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LES PHENOMENES DE MELANGE ENTRE DEUX FLUIDES INTERVIENNENT DANS BON NOMBRE D'APPLICATIONS INDUSTRIELLES, EN PARTICULIER DANS LE DOMAINE DE LA PROPULSION, OU CES MELANGES S'EFFECTUENT A TRES HAUTE VITESSE. CE TYPE D'ECOULEMENT FAIT L'OBJET, A L'HEURE ACTUELLE, DE RECHERCHES INTENSIVES. LA PRESENTE ETUDE S'INTERESSE AU CAS D'UN JET FORTEMENT CHAUFFE. ELLE S'EFFECTUE A LA FOIS SUR LE PLAN EXPERIMENTAL ET SUR LE PLAN NUMERIQUE. POUR LA PRESENTE ETUDE, TROIS VALEURS DE TEMPERATURE D'ARRET DU JET ONT ETE SELECTIONNEES: 330 K (IDENTIQUE A LA TEMPERATURE D'ARRET DE L'ECOULEMENT EXTERIEUR), 670 K ET 1040 K. LES MESURES PRESENTEES ONT ETE REALISEES AU MOYEN DE SONDES DE PRESSION, D'UN THERMOCOUPLE ET D'UN VELOCIMETRE LASER BIDIRECTIONNEL. DES DIFFICULTES METROLOGIQUES ONT ETE RENCONTREES AU COURS DE L'EXPERIENCE. AUSSI, NOUS AVONS DEVELOPPE UN CHAPITRE SUR LES METHODES DE MESURE ET LEURS CONTROLES. LES RESULTATS DE CETTE EXPERIENCE MONTRENT DES ANALOGIES AVEC LE CAS DES COUCHES DE MELANGE PLANES COMPRESSIBLES. LES TAUX D'EVASEMENT DE LA COUCHE DE MELANGE DES JETS, NORMALISES PAR LEURS HOMOLOGUES INCOMPRESSIBLES ONT DES COMPORTEMENTS TOUT A FAIT IDENTIQUES A CEUX DES COUCHES DE MELANGE PLANES. MALGRE CES RESSEMBLANCES, LA PRESENCE DE LA COUCHE LIMITE INITIALE SUR L'EJECTEUR PERTURBE FORTEMENT L'EXPANSION DES JETS. ELLE EST RESPONSABLE DE L'ABSENCE DE SIMILITUDE, SURTOUT DANS LE CAS DU JET A TEMPERATURE D'ARRET CONSTANTE. UNE ETUDE NUMERIQUE PARALLELE A ETE ENTREPRISE. UN CODE DE CALCUL RESOLVANT LES EQUATIONS DE MOUVEMENT MOYENNEES DANS LE CADRE DE L'HYPOTHESE DE COUCHE MINCE A ETE UTILISE. DANS CES CALCULS LA MODELISATION DES TERMES TURBULENTS EST LIMITEE A DES MODELES DE TYPE LONGUEUR DE MELANGE. MALGRE LA SIMPLICITE DU MODELE, NOUS AVONS PU REMARQUER QUE LA MASSE VOLUMIQUE DU JET EST IMPORTANTE POUR REPRESENTER CE GENRE D'ECOULEMENT

Modélisation des écoulements turbulents avec transferts thermiques en convection mixte

Modélisation des écoulements turbulents avec transferts thermiques en convection mixte PDF Author: Gilmar Mompean Munhoz Cruz
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AFIN DE PREDIRE LES ECOULEMENTS TURBULENTS AVEC TRANSFERTS THERMIQUES, ON A ELABORE ET ETUDIE DES MODELES DU DEUXIEME ORDRE. POUR LA CONSTRUCTION DE CES MODELES, ON A UTILISE LES EQUATIONS DE TRANSPORT DES ECHELLES CARACTERISTIQUES DE LA TURBULENCE. UNE ANALYSE D'ORDRE DE GRANDEUR DE TOUS LES TERMES, DE CES EQUATIONS, EST FAITE EN UTILISANT L'HYPOTHESE DE GRANDS NOMBRES DE REYNOLDS ET PECLET. LE MODELE A DEUX EQUATIONS (-) EST EMPLOYE POUR L'HYDRODYNAMIQUE. POUR LA THERMIQUE, DEUX MODELES SONT DEVELOPPES: PRT+TETA2 ET MODELE COMPLET. LE PREMIER UTILISE LA DIFFUSIVITE THERMIQUE TURBULENTE CALCULEE A PARTIR D'UN NOMBRE DE PRANDTS TURBULENT ET UNE EQUATION POUR LA VARIANCE DE LA FLUCTUATION DE TEMPERATURE. LE DEUXIEME EST FORME DE TROIS EQUATIONS: FLUX DE CHALEUR TURBULENT, VARIANCE DE LA FLUCTUATION DE TEMPERATURE ET SON TAUX DE DISSIPATION. CES MODELES ONT ETE VALIDES SUR QUATRE EXPERIENCES, QUI FONT INTERVENIR PROGRESSIVEMENT TOUS LES TERMES DES EQUATIONS: ECOULEMENT D'AIR EN AVAL D'UNE GRILLE (TEMPERATURE MOYENNE CONSTANTE); ECOULEMENT D'AIR EN AVAL D'UNE GRILLE AVEC GRADIENT DE TEMPERATURE; JET AXISYMETRIQUE D'AIR FAIBLEMENT ET FORTEMENT CHAUFFE; MELANGE (FROID-CHAUD) DE DEUX JETS COAXIAUX DE SODIUM A GRAND NOMBRE DE PECLET. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LE MODELE COMPLET FOURNIT DES MEILLEURS ACCORDS CALCULS-MESURES, ET PERMET DE TRAVAILLER D'UNE FACON PLUS GENERALE.

Analyse physique, modélisation et simulation numérique des mécanismes de mélange dans les jets simples et coaxiaux turbulents

Analyse physique, modélisation et simulation numérique des mécanismes de mélange dans les jets simples et coaxiaux turbulents PDF Author: Gilles Harran
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Pages : 27

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LE BUT DE CETTE THESE EST L'ANALYSE PHYSIQUE, LA MODELISATION ET LA SIMULATION NUMERIQUE DES MECANISMES DE MELANGE DANS LES JETS A MASSE VOLUMIQUE VARIABLE SOUS L'EFFET DE FORTES INCIDENCES DE DENSITE. DANS UN PREMIER TEMPS, L'OUTIL DE CALCUL PAR RESOLUTION DES EQUATIONS PARABOLIQUES DE PRANDTL AVEC MODELISATION AU SECOND ORDRE EST VALIDE PAR UNE DOUBLE COMPARAISON AVEC L'EXPERIENCE EN SITUATION ISOVOLUME ET A DENSITE VARIABLE. PUIS, UNE REFLEXION EST MENEE SUR L'INFLUENCE DU CHOIX DE REGROUPEMENT STATISTIQUE SUR LA PREDETERMINATION DES PROPRIETES DE MELANGE DES JETS HETEROGENES. L'ANALYSE S'APPUIE SUR LA COMPARAISON DE MODELES ANALOGUES EN MOYENNE PONDEREE PAR LA MASSE VOLUMIQUE OU NON PONDEREE PAR LA MASSE VOLUMIQUE. UNE ETUDE PARAMETRIQUE PERMET DE DETERMINER DES EFFETS DE DENSITE SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN JET TURBULENT DE FACON COGNITIVE MAIS AUSSI ANALYTIQUE. L'INFLUENCE DE PARAMETRES, TELS QUE LA GRAVITE ET LES CONDITIONS D'EMISSION EST EGALEMENT DISCUTEE. ENFIN, SONT ABORDES LES ASPECTS SPECIFIQUES DE LA CONFIGURATION GEOMETRIQUE DE JETS COAXIAUX QUI PRESENTE UN INTERET APPLICATIF A L'INJECTION DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION DES MOTEURS FUSEES

ICREEC 2019

ICREEC 2019 PDF Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659

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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.

Dictionary of Building and Civil Engineering

Dictionary of Building and Civil Engineering PDF Author: Don Montague
Publisher: Taylor & Francis
ISBN: 9780419199106
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 472

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This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.

Genmix

Genmix PDF Author: D Brian Spalding
Publisher: Elsevier
ISBN: 1483188175
Category : Reference
Languages : en
Pages : 393

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Genmix: A General Computer Program for Two-dimensional Parabolic Phenomena explains a computer program called GENMIX. The main intention of the program is to be used as a tool of instructions. The name of the program is a mixture of two considerations: its generality and its concern for mixing processes. The book aims to help the potential user to understand the physical and mathematical basis of the topic computer program. It is also the aim of the book to make the program applicable to practical problems. The book is arranged in such a way as to parallel a course of lectures and associated computer-workshop sessions wherein the student is allowed to do some elementary computations as soon as he has gained some knowledge of the method. The book contains the mathematical, physical, and computer-coding aspects of the program. Concepts such as the boundary layer, two-dimensional, and steady- flow are defined and discussed in depth. The text will be a useful tool for computer instructors and students.