Écoulement turbulent dans une cavité rotor–stator fermée de grand rapport d'aspect

Sébastien Poncet; Anthony Randriamampianina

doi:10.1016/j.crme.2005.08.001

Écoulement turbulent dans une cavité rotor–stator fermée de grand rapport d'aspect

Présenté par : Paul Clavin

Sébastien Poncet ¹ ; Anthony Randriamampianina ¹

¹ IRPHE, UMR 6594 CNRS, technopôle de château-Gombert, 49, rue Frédéric Joliot-Curie, BP 146, 13384 Marseille cedex 13, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 10, pp. 783-788.

Résumé
Abstract

Cet article propose une étude expérimentale et numérique d'écoulement turbulent dans une cavité annulaire fermée de type rotor–stator. Les résultats issus d'une simulation numérique directe sont comparés à des mesures de vitesses par anémométrie laser Doppler pour un écoulement turbulent à nombre de Reynolds $Re = Ω R_{2}^{2} / ν = 9, 5 \times 10^{4}$ , dans une cavité de grand rapport d'aspect $G = (R_{2} - R_{1}) / h = 18, 32$ , avec $R_{1}$ et $R_{2}$ les rayons interne et externe du rotor et h l'espace interdisque. Un bon accord entre les deux approches a été obtenu pour les champs moyen et turbulent.

A direct numerical simulation is combined with laboratory study to describe the turbulent flow in an annular high speed rotor–stator cavity. Comparisons are made for a turbulent flow characterized by a Reynolds number $Re = Ω R_{2}^{2} / ν = 9.5 \times 10^{4}$ in a shrouded cavity of large aspect ratio $G = (R_{2} - R_{1}) / h = 18.32$ , where $R_{1}$ and $R_{2}$ are the inner and outer radii of the rotating disk, and h is the inter-disk space. A close agreement is found between the computed results and the experimental data for the mean and turbulent fields.

Reçu le : 2005-01-13
Accepté le : 2005-08-30
Publié le : 2005-10-01

DOI : 10.1016/j.crme.2005.08.001

Mot clés : Mécanique des fluides, Turbulence, Simulation numérique directe, Système rotor–stator, LDA
Keywords: Fluid mechanics, Turbulence, Direct numerical simulation, Rotor–stator system, LDA

Affiliations des auteurs :

Sébastien Poncet ¹ ; Anthony Randriamampianina ¹

¹ IRPHE, UMR 6594 CNRS, technopôle de château-Gombert, 49, rue Frédéric Joliot-Curie, BP 146, 13384 Marseille cedex 13, France

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Sébastien Poncet; Anthony Randriamampianina. Écoulement turbulent dans une cavité rotor–stator fermée de grand rapport d'aspect. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 333 (2005) no. 10, pp. 783-788. doi : 10.1016/j.crme.2005.08.001. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2005.08.001/

Bibliographie
Cité par

[1] J.W. Daily; R.E. Nece Chamber dimension effects on induced flow and frictional resistance of enclosed rotating disks, Trans. ASME J. Basic Engrg., Volume 82 (1960), pp. 217-232

[2] M. Itoh; Y. Yamada; S. Imao; M. Gonda Experiments on turbulent flow due to an enclosed rotating disk, Exp. Thermal Fluid Sci., Volume 5 (1992), pp. 359-368

[3] S.C. Cheah; H. Iacovides; D.C. Jackson; H. Ji; B.E. Launder Experimental investigation of enclosed rotor–sator disk flows, Exp. Thermal Fluid Sci., Volume 9 (1994), pp. 445-455

[4] G.K. Batchelor Note on a class of solutions of the Navier–Stokes equations representing steady rotationally-symmetric flow, Q. J. Mech. Appl. Math., Volume 4 (1951), pp. 29-41

[5] S. Hugues; A. Randriamampianina An improved projection scheme applied to pseudospectral methods for the incompressible Navier–Stokes equations, Internat. J. Numer. Methods Fluids, Volume 28 (1998), pp. 501-521

[6] S. Poncet; M.P. Chauve; P. Le Gal Turbulent rotating disk flow with inward throughflow, J. Fluid Mech., Volume 522 (2005), pp. 253-262

[7] M. Lygren; H.I. Andersson Turbulent flow between a rotating and a stationary disk, J. Fluid Mech., Volume 426 (2001), pp. 297-326

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