Hostname: page-component-cd9895bd7-7cvxr Total loading time: 0 Render date: 2024-12-24T14:03:36.851Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Caractéristiques cinématiques et structurelles d'un jet d'air plan turbulent frappant une plaque plane placée à distance variable

Published online by Cambridge University Press:  07 June 2004

Stéphane Maurel ,
Claude Rey ,
Camille Solliec  and
Michel Pavageau
Stéphane Maurel
Affiliation:
Gaz de France, Direction de la Recherche, DU – MEI, 361 avenue du Président Wilson, BP 33, 93211 Saint-Denis La Plaine Cedex, France
Claude Rey
Affiliation:
IUT de Marseille, Département Thermique et Énergétique, 142 traverse Charles Susini, 13388 Marseille Cedex 13, France
Camille Solliec
Affiliation:
École des mines de Nantes, GEPEA UMR CNRS 6144, 4 rue A. Kastler, BP 20722, 44307 Nantes Cedex 3, France
Michel Pavageau
Affiliation:
École des mines de Nantes, GEPEA UMR CNRS 6144, 4 rue A. Kastler, BP 20722, 44307 Nantes Cedex 3, France
Get access

Abstract

Le développement du jet libre est relativement bien connu, ce n'est pas le cas du jet plan turbulent en présence d'un impact. En effet, selon la distance H de la paroi d'impact, et de l'épaisseur initiale e du jet, le développement se fera de manière relativement différente à cause du confinement qui conditionne l'expansion du jet. À la différence du jet libre, il n'existe pas à l'heure actuelle de base de données complète ni de modèle global permettant de décrire analytiquement la décroissance de la vitesse moyenne dans le plan de symétrie des jets plans en impact. La littérature fait bien état de lois semi-empiriques, mais les relations correspondantes ne concernent que quelques zones de la région de jet : le cône potentiel et la zone d'affinité principalement.Le travail présenté concerne d'une part, l'établissement d'une corrélation générale capable de décrire l'évolution de la vitesse axiale quelles que soient l'épaisseur du jet et la distance à l'impact, et d'autre part, la description du champ de turbulence du jet et les lois d'épanouissement latéral. Les résultats du modèle de décroissance de la vitesse axiale sont aussi comparés et validés à l'aide de mesures expérimentales obtenues par vélocimétrie laser à effet Doppler.

Keywords

Turbulent planar jetimpingementempirical modelLDVPIVJet plan turbulentimpactmodèle empiriqueLDVPIV
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 5 , Issue 3 , May 2004 , pp. 317 - 329
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

F. Beaubert, S. Viazzo, Étude d'un jet plan turbulent en impact proche par simulation des grandes échelles, Journée SFT, "Transferts de chaleur et de masse dans les jets ", Paris, France, 2001
Inard, C., Depecker, P., Roux, J.J., Un modèle simplifié pour la prédiction du champ de température dans les bâtiments, Rev. Gén. Therm. 36 (1997) 113–123 CrossRef
Abramovitch, The theory of turbulent jets, Massachusetts MIT Press, 1963
Beltaos, S., Rajaratnam, N., Plane turbulent impinging jets, J. Hydraulic Research 1 (1973) 29–60 CrossRef
M. Rajaratnam, Turbulent jets, Elsevier Scientific Publishing Company, 1976
Antonia, R.A., Browne, L.W., Rajagopalan, S., Chambers, A.J., On the organised motion of a turbulent plane jet, J. Fluid Mech. 134 (1983) 49–66 CrossRef
Lepicovsky, J., Laser velocimeter measurements of large-scale structures in a tone-excited jet, AIAA Journal 24 (1986) 27–31 CrossRef
Namer, I., Ötügen, M.V., Velocity measurements in plane turbulent air jet at moderate numbers, Experiments in Fluids 6 (1988) 387–399 CrossRef
J.M. Kuhlman, Survey of nearfield Reynolds number effects and initial condition effects on buoyant and non-buoyant jets, ASME paper, Int. Symp. On Modelling Environmental Flows, Albuquerque/NM, USA, 1985, pp. 24–26
Hill, W.G. Jr., Jenkins, R.C., Gilbert, B.L., Effect of the initial boundary layer state on turbulent jet mixing, AIAA Journal 17 (1976) 1055–1060
N.Q. Van, R.H. Howell, Influence of the initial turbulence intensity on the development of plane air–curtain jets, ASHRAE Transactions, No. 2396, 1976
Sunyach, M., Mathieu, J., Zone de mélange d'un jet plan – fluctuations induites dans le cône à potentiel-intermittence, J. Int. Heat Mass Trans. 12 (1969) 1679–1697 CrossRef
Thomas, F.O., Goldschmidt, V.W., Structural characteristics of a developing turbulent planar jet, J. Fluid Mech. 163 (1986) 227–256 CrossRef
Garimella, S.V., Nenaydykh, B., Nozzle-geometry effects in liquid impingement heat transfer, Int. J. Heat Mass Trans. 14 (1996) 2915–2923 CrossRef
Ashforth-Frost, S., Jambunathan, K., Effect of nozzle geometry and semi-confinement on the potential core of the turbulent axisymmetric free jet, Int. Com. Heat Mass Trans. 23 (1996) 155–162 CrossRef
H. Schlichting, Boundary Layer Theory, Co. McGraw-Hill Book, New York, 6th Ed., 1968
L. Guyonnaud, Étude expérimentale de rideaux d'air – Contribution à leur modélisation, thèse de doctorat, École des mines de Nantes, École centrale de Nantes, 1998
Jenkins, P.E., Goldschmidt, V.W., Mean temperature and velocity in a plane turbulent jet, Trans. ASME, J. Fluid Eng. 95 (1973) 581–584 CrossRef
Bashir, J., Uberoi, M.S., Experiments on turbulent structure and heat transfer in a two-dimensional jet, The Physics of Fluid 18 (1975) 405–410 CrossRef
Gutmark, E., Wolfshtein, M., Wygnanski, I., The plane turbulent impinging jet, J. Fluid Mech. 88 (1978) 737–756 CrossRef
I. Tani, Y. Komatsu, Impingement of round jet on a flat surface, 11th Int. Congress of Applied Mechanics, Munich, Germany, 1964, pp. 672–676
J. Mathieu, Contribution à l'étude aérothermique d'un jet plan évoluant en présence d'une paroi, Doctor of Science Thesis, University of Grenoble, France, 1959
Sakakibara, J., Hishida, K., Maeda, M., Vortex structure and heat transfer in the stagnation region of an impinging plane jet (simultaneous measurements velocity and temperature fields by digital particle image velocimetry and laser-induced fluorescence), Int. J. Heat Mass Trans 40 (1997) 3163–3176 CrossRef