Note publique d'information : Ce travail est consacré à l'étude expérimentale d'un dispositif d'augmentation de
mélange. Le principe retenu consiste à générer un décollement sur un bord de fuite
biseauté. Ce décollement piloté, considéré comme un actionneur, génère un fort sillage
à la fois vertical et transversal, ainsi que de la vorticité longitudinale sous la
forme d'une paire de grosses structures contrarotatives. L'étude de cet actionneur
dans une configuration simplifiée de couche de mélange plane permet de définir une
géométrie efficace et ses caractéristiques majeures. L'analyse de la couche de mélange
plane manipulée révèle de nombreuses modifications par rapport à l'écoulement naturel,
accompagnées d'une importante augmentation du taux d'évasement. Les processus transitoires
de l'actionneur, le passage d'un état collé à un état décollé sur le biseau et vice-versa,
font l'objet d'une investigation particulière. Les temps caractéristiques de chacun
des processus ainsi que les phénomènes correspondants sont mis en évidence. Dans la
dernière partie de ce travail, une application du dispositif est réalisée sur un jet
axisymétrique. Les deux configurations de répartition d'actionneurs étudiés montrent
leur efficacité à augmenter le mélange. De plus, pour chacune de ces répartitions,
l'analyse révèle que l'augmentation du mélange est liée à des phénomènes physiques
différents.
Note publique d'information : This work is devoted to the experimental study of a mixing enhancement device. The
concept selected consists in forced separation on a bevelled trailing edge. This forced
separation is considered as an actuator. It generates strong vertical and transverse
wakes, as well as longitudinal vorticity with a pair of large counter-rotating structures.
The study of this actuator in the simplified configuration of a plane mixing layer
makes it possible to define an effective geometry and its principal characteristics.
The analysis of the manipulated plane mixing layer reveals many modifications compared
to the natural case. These are accompanied by an important increase of the spreading
rate. The transient processes of the actuator, which are the passage from an attached
flow to a separated flow on the bevel and the reverse process from separated flow
to attached flow, are the subject of particular investigations. The characteristic
times of each of the processes, as well as the corresponding phenomena are identified.
In the last part of this work, the device is implemented on an axisymmetric jet. Two
configurations of actuator distribution show their effectiveness in increasing the
mixing. Moreover, for each of these distributions, analysis reveals that the increase
of the mixing is related to different physical phenomena.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
