Hostname: page-component-586b7cd67f-r5fsc Total loading time: 0 Render date: 2024-11-22T17:48:44.347Z Has data issue: false hasContentIssue false

Analyse statistique des moments d'ordre élevé dans une couche limite turbulente en présence de différences de densité importantes

Published online by Cambridge University Press:  16 December 2004

Azeddine Soudani
Affiliation:
Département de physique, Faculté des Sciences, Université de Batna, Rue Chahid Mohamed El Hadi Boukhlouf, Batna, Algérie
Rachid Bessaïh
Affiliation:
Département de Génie Mécanique, Faculté des Sciences de l'Ingénieur, Université Mentouri-Constantine, Route d'Ain El Bey, Constantine, Algérie
Get access

Abstract

Afin d'étudier la structure fine de la turbulence pariétale en présence de variations importantes de densité, une analyse statistique des données expérimentales, dans une soufflerie à recirculation, est effectuée. Les résultats montrent que la relaxation du facteur de dissymétrie de $u'(S_{u'}$) s'effectue plus rapidement dans la couche externe que près de la paroi, aussi bien pour l'injection de l'air que pour l'injection d'hélium. $S_{u'}$ croît près de la fente d'injection de façon appréciable et cette augmentation est nettement plus accentuée pour l'injection de l'air que l'injection d'hélium. Cette croissance du facteur de dissymétrie près de la fente d'injection peut s'expliquer par l'augmentation du flux convectif longitudinal de l'énergie turbulente dans cette zone. Les résultats montrent, pour la distribution du facteur d'aplatissement $F_{u'}$, qu'il n'y a pas d'effet important du gradient de densité sur la structure intermittente de la vitesse longitudinale instantanée dans la zone développée, $x/\delta \ge 5$. L'analyse statistique menée dans cette étude montre que l'injection d'hélium, dans la couche limite, engendre des éjections plus violentes que dans le cas d'une injection d'air. Ce résultat est confirmé par la contribution importante des éjections au flux massique turbulent.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2004

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Cheng, R.K., Some, T.T. Ng aspects of strongly heated turbulent boundary layer flow, Phys. Fluids 25(8) (1982) 13331341 CrossRef
J.L. Harion, Influence de différences de densité importantes sur les propriétés de transfert d'une couche limite turbulente, Thèse, INPG, France, 1994
L. Joly, Écoulements turbulents cisaillés libres à masse volumique variable: analyse physique et modélisation, Thèse, ENSICA, France, 1994
LaRue, J.C., Libby, P.A., Measurements in the turbulent boundary layer with slot injection of helium, Phys. Fluids 20(2) (1977) 192202 CrossRef
LaRue, J.C., Libby, P.A., Further results related to the turbulent boundary layer with slot injection of helium, Phys. Fluids 23(6) (1980) 11111118 CrossRef
Antonia, R.A., Conditional sampling in turbulence measurements, Annual Rev. Fluid Mech. 13 (1981) 131 CrossRef
Fukui, K., Nakajima, M., Coherent, H. Ueda structure of turbulent longitudinal vortices in unstably-stratified turbulent flow, Int. J. Heat Mass Transfer 34 (1991) 23732385
S.J. Kline, S.K. Robinson, Quasi-coherent structures in the turbulent boundary layer: Part I, Status report on a community-wide summary of the data, in: Near-Wall Turbulence, St J. Kline, N.H. Afgan (ed.), New York, Hemisphere, 1990, pp. 200–217
Blackwelder, R.F., Kaplan, R.E., On the wall structure of the turbulent boundary layer, J. Fluid Mech. 76(1) (1976) 89112 CrossRef
Wardana, I.N.G., Ueda, T., Mizimoto, M., Velocity – temperature correlation in strongly heated channel flow, Exp. Fluids 18 (1995) 454461 CrossRef
Wardana, I.N.G., Ueda, T., Mizimoto, M., Structure of turbulent two-dimensional channel flow with strongly heated wall, Exp. Fluids 13 (1992) 1725 CrossRef
Bogard, D.G., Tiederman, W.G., Burst detection with single point velocity measurements, J. Fluid Mech. 162 (1986) 389413 CrossRef
Corino, E.R., Brodkey, R.S., A visual study of turbulent shear flow, J. Fluid Mech. 37 (1969) 130 CrossRef
Kim, H.T., Kline, S.J., Reynolds, W.C., The production of turbulence near a smooth wall in a turbulent boundary layer, J. Fluid Mech. 50(1) (1971) 133160 CrossRef
Lu, S.S., Willmarth, W.W., Measurements of the structure of the Reynolds stress in a turbulent boundary layer, J. Fluid Mech. 60(3) (1973) 481511 CrossRef
Willmarth, W.W., Lu, S.S., Structure of the Reynolds stress near the wall. J. Fluid Mech. 55 (1972) 6592
J. Cousteix, R. Houdeville, Turbulence and skin friction evolution in an oscillating boundary layer, Fifth Symposium on Turbulent Shear Flows, Cornell University, 1985
Robinson, S.K., Coherent motions in the turbulent boundary layer, Annu. Rev. Fluid Mech. (23) (1991) 601639 CrossRef
Wallace, J.M., Brodkey, R.S., Eckelmann, H., Pattern-recognized structures in boundary shear flows, J. Fluid Mech. 83 (1977) 673684 CrossRef
Way, J., Libby, P.A., Application of hot wire anemometry and digital techniques to measurements in a turbulent helium jet, A.I.A.A.J. 9(8) (1971) 15671573
Way, J., Libby, P.A., Hot wire probes for measuring velocity and concentration in helium-air mixtures, A.I.A.A.J. 8(5) (1970) 976978
Cheng, R.K., Conditional Reynolds, T.T. Ng stress in a strongly heated turbulent boundary layer with premixed combustion, Phys. Fluids 28(2) (1985) 473488
A. Bejan, Convective heat transfer, John Wiley & Sons, New York, 1995
Purtell, L.P., Klebanoff, P.S., Buckley, F.T., Turbulent boundary layer at Low Reynolds number, Phys. Fluids 24(5) (1981) 802811 CrossRef
P. Dangel, H.H. Fernholz, M. Hess, Effects of longitudinal diffusion in the fluid and of heat transfer conduction to the substrate on the response of hot film gages, in Springer-Verlag, editor, Advances in turbulence, 1987, pp. 470–479
Kim, H.T., Moin, P.R., Moser, R., Turbulences statistics in fully developed channel flow at low Reynolds number, J. Fluid Mech. 177 (1987) 133166 CrossRef