Distribution des écoulements visqueux dans une jonction en X fonction de son angle - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Distribution des écoulements visqueux dans une jonction en X fonction de son angle

Résumé

Expérimentalement, on injecte de l'eau et une solution d'eau et de colorant fluorescent dans une jonction en X formée de canaux de sections carrée ou rectangulaire. Les fluides sont injectés dans des canaux se faisant face avec des débits égaux. La distribution des écoulements à la sortie de la jonction est déterminée par une technique de fluorescence induite par laser. L'étude considère l'effet de l'angle de la jonction et du rapport d'aspect des sections sur la répartition des fluides. Seul des écoulements aux faibles nombres de Reynolds ont été considérés. Les mesures montrent que la plus grande partie d'un fluide injecté sort préférentiellement dans celui des canaux de sortie qui fait un angle aigu avec le canal d'injection: c'est le contraire de ce qu'on attendrait pour des écoulements inertiels et implique une forte courbure des lignes de courant dans la jonction. Ce résultat contre-intuitif reflète la minimisation de la dissipation d'énergie dans les écoulements de Stokes. Dans l'autre canal, la proportion (minoritaire) de ce fluide décroit de 50% pour un angle de jonction de 90° à 0 pour un angle de l'ordre de 35°. Des simulations numériques d'un écoulement bidimensionnel de Stokes dans une géométrie équivalent montrent que, en dessous d'un angle seuil de 33,8°, il apparaît dans la partie centrale de la jonction des cellules de recirculation qui séparent les deux écoulements injectés. Si on réduit encore l'angle de jonction, il apparaît de nouvelles cellules de recirculation comparables à des vortex de Moffatt. On discutera l'évolution de ces résultats lorsqu'on change le rapport d'aspect des canaux en réduisant leur ouverture dans le plan de la jonction.

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Dates et versions

hal-03440623 , version 1 (22-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03440623 , version 1

Citer

Harold Auradou, Laurent Talon, Jean-Pierre Hulin, Mario Cachile. Distribution des écoulements visqueux dans une jonction en X fonction de son angle. CFM 2013 - 21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France. ⟨hal-03440623⟩
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