gdr turbulence 2-4 juin 2014
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GDR Turbulence 2-4 juin 2014. Processus d’Atomisation des Liquides : une description multi-échelle. Christophe Dumouchel CNRS UMR 6614 – CORIA, Université et INSA de Rouen Saint Etienne du Rouvray , France [email protected] 02 32 95 36 23. Nappe liquide-0.4 MPa. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
CNRS – UNIVERSITE et INSA de Rouen
GDR Turbulence 2-4 juin 2014
Processus d’Atomisation des Liquides :
une description multi-échelle
Christophe Dumouchel
CNRS UMR 6614 – CORIA, Université et INSA de RouenSaint Etienne du Rouvray, France
[email protected] 32 95 36 23
CNRS – UNIVERSITE et INSA de Rouen
Introduction
Jet liquide-0.5 MPa
Nappe liquide-0.4 MPa
PROCESSUS D’ATOMISATION
UN PROBLÈME DE FORME …
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La distribution d’échelle
d/2 (échelle)
= S(d)= ST
CUMULATIVE SURFACIQUE D’ÉCHELLE
T
T
SdSSdE
2
TS
dde x 2
échellel' à érodéobjet l' de Périmètre2
ddEde
dd 2
2
DISTRIBUTION SURFACIQUE D’ÉCHELLEd
Dumouchel et al., IJFVIP, 2008
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La distribution d’échelle
Dd [L]
E2(d) [-]e2(d) [L-1]2/D 1
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Atomisation d’une nappe liquide : Evolution de la cumulative d’échelle
= h/Vq
Eau, 0.4 MPa(3.5 µm/pixel)
E2(d,t)
d (µm)
10 100 1000
E2(d) (-)
0.1
1
59.5 µs98.1 µs136.7 µs175.2 µs213.8 µs252.4 µs290.9 µs329.5 µs368.0 µs406.6 µs
EauPi = 0.4 MPaVq = 18 m/s
t
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Etude de la dynamique par échelle
DIAMÈTRE D’ÉCHELLE tdetdD,
1,2
D(d,t)
Périmètre du système érodé à l’échelle dSurface = ST 0.5 x
0d
,d
ttdD 0
d,d
ttdD
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Atomisation d’un jet liquide : Le diamètre d’échelleInj. AR114Pi = 0.6 MPaShellsol D40
Temps t (µs)
50 100 150 200 250 300 350
Diamètre D(d,t)
100
1000
10000
d = 0 µm
d = 300 µm
ttdtdD ,exp,
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Atomisation d’un jet liquide : Evolution de l’interface
Time t (µs)
0 100 200 300 400 500 600
1/(0,t) (µs)
0
100
200
300
400
500
0.2 MPa 0.4 MPa 0.6 MPa 1.5 MPa 2.0 MPa T 0.2 MPa T 0.4 MPa T 0.6 MPa T 1.5 MPa T 2.0 MPa
tttD ,0exp,0
3,0,0 tDtT L
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Atomisation d’un jet liquide : Comportement par échelle
Echelle d (µm)
0 50 100 150 200 250 300
(d,t) (µs-1)
-0.020
-0.015
-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
0.015
t = 76 µs
t = 305 µs
Injecteur AR114Pi = 0.6 MPa
ttdtdD ,exp,
0,0 td
La caractéristique d0(t) peut être liée à la notion de diffusivité d’échelle.
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Le modèle de diffusion d’entropie d’échelle (Queiros-Condé, 2003)
tt,xt,x
xt,x
12
2
x (-)
-3 -2 -1 0 1
(x) (-)
0
1
2
3
459.5 µs98.1 µs136.7 µs175.2 µs213.8 µs252.4 µs290.9 µs329.5 µs368.0 µs406.6 µs
WaterPi = 0.4 MPaVq = 18 m/s
orddx ln
dEx 21lnNouvelle variable :Nouvelle fonction :
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La diffusivité d’échelle “Scale diffusivity defines the capacity for the system to propagate perturbations through scale-space” (Queiros-Conde and Feidt, JETC IX , 2007)
2
,
ln
i
j
ji
ll • Interface Turbulente (Queiros-Condé; PRSL 2003):
0;llc tc 0,
20223 ln16
9 lReRe
Injection pressure Pi (MPa)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Scale diffusivity (s-1)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000HeptaneWaterWater-Eth 1%Water-Eth 10%Linear Reg.
*Pi 1
dd
• Atomisation d’une nappe liquide (Dumouchel et Grout, IJMF 2009, Phys.A 2011)
*d
dWeWe. orL
orL
L.L
3
25550
67ln92
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La diffusivité d’échelle “Scale diffusivity defines the capacity for the system to propagate perturbations through scale-space” (Queiros-Conde and Feidt, 2007)
2
,
ln
i
j
ji
ll
lnln21lnln ,
ji
j
j
ll
ln(t)
-10 -9 -8 -7 -6 -5
ln|ln(d0(t0+t)/d0(t0))|
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
0.4 MPa0.5 MPa0.6 MPaComp. Théo 0.4 MPaComp. Théo 0.5 MPaComp. Théo 0.6 MPa
Pi (MPa)
0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65
(s-1)
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
lnln
21lnln
00
00
ttdttd
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