Issue |
Mécanique & Industries
Volume 8, Number 2, Mars-Avril 2007
Les journées AUM 2006, La Rochelle
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Page(s) | 93 - 99 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/meca:2007026 | |
Published online | 11 July 2007 |
Interaction entre des anneaux cohérents de vorticité et la turbulence
Effect of vorticity coherent rings on turbulence
1
CORIA, UMR 6614, avenue de l'Université, BP 12, 76801 Saint
Étienne du Rouvray, France
2
Caltech, Pasadena, USA
Auteur de correspondance : danaila@coria.fr
Reçu :
1
Septembre
2006
Accepté :
23
Janvier
2007
Dans un réacteur partiellement mélangé (PaSR, i.e. Partially Stirred Reactor), le fluide est injecté par 16 paires de jets opposés et évacué par des parois poreuses. Ce forçage particulier conduit à la création de paires d'anneaux cohérents de vorticité, tournant dans des sens alternativement opposés. Les propriétés du champ moyen de vorticité et étirement, conduisent à une turbulence en rotation locale, quasi-2D aux grandes échelles. Dans ces anneaux, le champ turbulent est localement homogène et le champ de vorticité reste spatialement corrélé sur des échelles de la taille des anneaux. Les fonctions de structure de vorticité ne présentent pas de lois d'échelles dans la zone inertielle, mais plutôt un comportement en Log (r) (r est la séparation entre deux points de l'espace), analogue à la turbulence 2D [Falkovich and Lebedev, Phys. Rev. E 49 (1994) 1800–1803]. Afin de décrire le comportement de l'enstrophie sur une large gamme d'échelles, une approche analytique similaire à celle développée par [Falkovich and Lebedev, Phys. Rev. E 49 (1994) 1800–1803] est abordée dans notre cas.
Abstract
In a partially stirred reactor (PaSR), fluid is injected through a set of 16 pairs of opposed jets and ejected via porous top and bottom walls. This particular manner of fluid circulation allows for creating pairs of alternating–rotating large-scale coherent rings. The large-scale properties of the mean flow, i.e. large-scale vorticity and strain, lead to a turbulence in local rotation (quasi-2D) at large scales. In these giant structures, turbulent field is locally homogeneous and vorticity field is spatially correlated over a range of scales as large as the rings size. Inertial range of enstrophy second–order structure functions behaves as Log (r) (r is the separation between two space points), as it is the case for 2D turbulence [Falkovich and Lebedev, Phys. Rev. E 49 (1994) 1800–1803]. In order to describe the enstrophy over the whole range of scales r, an analytical approach similar to that adopted in [Falkovich and Lebedev, Phys. Rev. E 49 (1994) 1800–1803] is developed in our case.
Mots clés : Turbulence / jets / rotation
Key words: Turbulence / jets / rotation
© AFM, EDP Sciences, 2007
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