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Etudes Numériques et Expérimentales Comparatives du Jet Plan Anisotherme en Régime de Convection Mixte Favorable

A. Benkhelifa, L. Thomas, J. Robert et F. Penot

Laboratoire d’Études Thermiques (UMR CNRS N°6608) École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique BP 40109 - 1, avenue Clément Ader, 86961 Futuroscope Chasseneuil Cedex, Poitiers, France

Résumé

Dans cet article, nous présentons les résultats d’une comparaison entre expérience et simulation numérique pour un jet plan vertical anisotherme dans sa zone de développement. L’écoulement d’air, en régime de convection mixte favorable, se disperse depuis une buse rectangulaire dans un milieu ambiant calme plus chaud. Deux codes traitant les équations de Navier-Stokes turbulentes en moyenne (RANS), le code CFD Fluent et le code Aquilon, associés à différents modèles de turbulence ont été utilisés. Si un bon accord est constaté entre les deux codes, en revanche, des écarts très nets, de l’ordre de 100 % sur les débits entraînés par exemple, sont observés entre les simulations et l’expérience, démontrant ainsi que les zones de développement des jets en convection mixte échappent encore aux modèles de turbulence existants.

Abstract

In this paper, a comparative study between experiments and numerical simulations in the developing zone of a non isothermal plan vertical jet is presented. The airflow, in aiding mixed convection regime, discharges from a rectangular nozzle in a quiescent medium at a higher temperature. The "Reynolds-Averaged" Navier-Stokes equations (RANS) are solved with two codes, the CFD code Fluent and the Aquilon code, including different turbulence models. If a good agreement is noticed when we compare the two numerical codes, large discrepancies are observed, in the order of 100 % on the carried flow rate, between simulations and experiments, showing that developing regions of jets in mixed convection regime are not yet correctly described by usual turbulence models.

Mots-clés

Jet plan anisotherme, Convection mixte favorable, Zone de développement, Modèles de turbulence k- , Volumes finis, Code CFD, Fluent, Aquilon

1600. Etudes Numériques et Expérimentales Comparatives du Jet Plan Anisotherme en Régime de Convection Mixte Favorable
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