Modélisation de l'écoulement diphasique dans les injecteurs Diesel

50CHAPITRE 2 : PHÉNOMÉNOLOGIE ET MODÉLISATION DEL’ATOMISATIONFIG. 2.14: Comparaison entre l’expérience et le modèle de Gilmore [98].2.2.4.2 Collapse au voisinage d’une surface libreLorsque le collapse intervient à proximité d’une paroi, un jet liquide de haute vitesse est formé, et il estdirigé vers la paroi (voir figure 2.15), ce qui provoque l’érosion du matériau. Si le collapse est proche d’unesurface libre, le jet liquide à haute vitesse se dirige vers la direction opposée à la surface et un renfl ementapparaît sur celle-ci (voir figure 2.16). Chahine a étudié ce phénomène. Lorsque la bulle collapse dans le jet,cela provoque une surpression dans l’écoulement ainsi qu’au niveau de la surface libre. Cette surpression esttrès importante [49] [64]. De plus, on remarque la formation d’un jet rentrant dirigé à l’opposé de la surfacelibre, qui traverse la bulle de part en part [22]. En même temps un jet se forme sur la surface libre et s’élèveassez haut à une vitesse importante. L’énergie cinétique de ce jet est énorme ; il peut se fractionner sousl’effet des forces aérodynamiques dues à la vitesse relative liquide/gaz. Aussi il peut amplifier ou accentuerla perturbation initiale sur la surface du jet. Winklhofer [138] suppose que les ligaments formés à la surfacedu jet sont générés par le collapse des bulles de cavitation près de la sortie de l’injecteur. Il remarque que lafréquence d’apparition des ligaments augmente avec la pression d’injection. En conditions moteur, elle estde l’ordre de 10 à 100kHz.FIG. 2.15: Collapse d’une bulle proche d’une paroi [98]. Le jet liquide est dirigé vers laparoi.2.2.4.3 Éclatement à la surface du jetLa bulle de cavitation peut atteindre la surface du jet et éclater. Boulton-Stone et Blake ont effectuédes expériences sur l’éclatement des bulles au niveau d’une surface libre (voir figure 2.17) [19]. Leurs expériencesmontrent que lorsque la bulle atteint la surface, une pellicule de liquide sépare le gaz contenu