Simulation numérique du contrôle actif par jets pulsés - Bibliothèque ...

CHAPITRE 4. INTERACTION JET PULSÉ - COUCHE LIMITE TURBULENTE
Influence sur la vitesse du tourbillon primaire
Les paragraphes précédents ont montré que le tourbillon primaire est un élément prépondérant
de l'écoulement. Son intensité a déjà été évoquée par l'étude des lignes de
courant. Sa trajectoire a qualitativement également été évoquée, cependant il est possible
de quantifier une partie de celle-ci.
Il est possible, à partir des "snapshots" stockés (environ 80 par période), de calculer la
vitesse quasi-instantanée du centre de ce tourbillon à partir de l'écart de sa position entre
deux stockages. L'évolution du module de cette vitesse (en m/s) au cours d'une période
est présenté figure 4.19 pour le profil temporel en créneau. Trois phases se dégagent de
ces courbes
136
60
50
>
=30
r?
20
00
0.2 04 06 06
UT
f300Hz
l-750 Hz
lI600Hz
FIG. 4.19: Influence de la fréquence de soufflage sur la vitesse de convection (en mIs) du
tourbillon primaire, créneau, Vjmax = 1.
- Pendant la phase de soufflage, le tourbillon grossit, le céntre du tourbillon s'éloigne
alors à une vitesse sensiblement constante (hormis le pic observé pour = 300Hz).
Cette phase s'étend jusqu'à environ t/T 0.18.
- Le soufflage, s'arrêtant brusquement, libère le tourbillon, qui accélère alors fortement.
- Le tourbillon primaire atteint alors une vitesse asymptotique qui dépend principalement
de la taille du tourbillon : plus celui-ci est gros, plus il "dépassera" de la couche
limite et sera donc entraîné par l'écoulement extérieur. Cette vitesse maximale vaut
ainsi environ 60% de la vitesse de l'écoulement extérieur pour f = 300Hz, tandis
qu'elle n'atteint pas 40% de celle-ci pour f = 1500Hz.
Ce tourbillon principal présente également une durée de vie plus grande pour la fréquence
la plus élevée : il ne se dissipe que vers t/T = 1.8 pour f = 1500Hz, tandis
qu'il disparaît à t/T = 1.56 pour f = 750Hz, et dès t/T = 1.36 pour fj = 300Hz. Or,
T = i/fi, et alors le temps réel d'existence de ce tourbillon est d'autant plus grand que