Mélange à l'aval d'une confluence d'écoulements à surface libre
Résumé
Les travaux présentés ici traitent de la rencontre de deux écoulements à surface libre au sein d'une confluence en se focalisant sur l'évolution du mélange de ces écoulements au sein de la branche aval, par une approche numérique. Il apparaît qu'en fonction des caractéristiques des deux écoulements et de la géométrie de la confluence, l'efficacité du mélange varie très fortement et que cette variation dépend de la présence ou non d'un écoulement secondaire intense dans la branche aval et notamment de la présence d'une ou plusieurs cellules de recirculation de grande taille. Si ces cellules ont lieu, la mise en contact des deux écoulements a principalement lieu par advection au sein de ces cellules secondaires en forme d'hélices et le mélange est très rapide. Dans le cas contraire, le mélange a lieu par diffusion turbulente à travers l'interface entre les deux écoulements en présence et le mélange est alors beaucoup moins efficace. Nous montrons ici qu'un angle de confluence élevé, qu'un rapport de quantité de mouvement élevé ou qu'un rapport d'aspect de l'écoulement élevé tendent à favoriser l'apparition d'une cellule hélicoïdale et donc à accélérer le mélange dans la branche aval.
Domaines
Mécanique [physics]
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte