Simulation numérique de l'essorage et du refroidissement d'un film ...

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112 Chapitre 3 Description et validation des méthodes numériques une comparaison entre une condition limite de paroi et une condition limite libre sur dif- férentes grandeurs telles que la vitesse moyenne perpendiculaire au plan d’impact (figures 3.21 (i) et (ii)), la vitesse moyenne tangentielle au plan d’impact (figures 3.21 (iii) et (iv)) ou encore la répartition de la température moyenne (figures 3.22 (i) et (ii)) ou de l’énergie cinétique des fluctuations normales à la paroi v 2 (figures 3.22 (iii) et (iv)). Comme on pouvait s’y attendre, l’écoulement est davantage contraint dans le cas de conditions limites de paroi de part et d’autre de l’injecteur. La comparaison de don- nées qualitatives telles que la répartition de la pression pariétale ou encore le coefficient d’échange à la paroi vont permettre de statuer sur cette influence. La figure 3.23 présente la comparaison des profils de pression pariétale dans les deux configurations et leur comparaison avec la formule analytique vue à la relation (3.28). La répartition de pression correspond à celle prédite par la formule analytique. Concer- nant l’intensité de cette pression exprimée en pourcentage de la pression en sortie de canal, elle est de 65% dans le cas de condition de paroi et de 96% dans le cas de condition libre, valeur à comparer avec les 71% expérimentaux [Tu 96] (voir figure 3.17). La configuration avec condition limite de paroi sous-estime sensiblement la valeur expérimentale, tandis que la condition limite libre la surestime largement. Malheureusement, même si ce mo- dèle est largement utilisé pour décrire les transferts thermiques dans des configurations monophasiques, le cas du jet plan dans cette configuration n’a pas été traité, aucune comparaison avec des calculs v 2 − f n’a donc pu être faite. Profils de vitesse Les profils de vitesse de long de l’axe sont comparés aux figures 3.24 pour chacune des conditions limites. Les profils sont présentés sur toute la largeur, dans le canal (pour 0,064
3.3 Validations 113 Z Z 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 -5 -15 0 0 0 -20 -10 0 -10 -5 -25 -20 -30 -15 -5 -10 -25 -20 0 0 -0.3 0 0.05 X 0.1 0.15 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 10 5 15 -10 -20 -15 0 -5 -5 5 10 5 -5 0 0 -5 0 0 (i) -30 0 0 5 0 -0.3 0 0.05 0.1 0.15 X (iii) 0 Z 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 0 -7.5 0 -7.5 -30 -15 -30 -22.5 -15 -7.5 -22.5 -22.5 -15 0 0 0 0 0 0 0 -0.3 0 0.05 0.1 0.15 X 5 10 -20-15 -5 -10 0 10 5 0 -5 5 0 0 0 0 0 (ii) 0 0 0 0 0 0 -0.3 0 0.05 0.1 0.15 X Figure 3.21 Comparaison de l’influence des conditions limites de part et d’autre de l’injecteur - Vitesse moyenne perpendiculaire à la plaque dans le cas d’une condition limite de paroi (i) ou libre (ii), et vitesse moyenne tangentielle à la plaque dans le cas d’une condition limite de paroi (iii) ou libre (iv) Z 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 (iv) 0 0 0
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