Comptes Rendus
no. 9-10
An entrainment model for the turbulent jet in a coflow
[Un modèle d'entraînement pour le jet turbulent dans un écoulement co-courant]

Présenté par : Jean-Baptiste Leblond

Nicolas Enjalbert1  ; David Galley1 ; Laurent Pierrot1
1 Saint-Gobain Recherche, 39, quai Lucien-Lefranc, BP 135, 93303 Aubervilliers, France
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 9-10, pp. 639-644.

L'hypothèse d'entraînement a été introduite par G.I. Taylor afin de décrire unidimensionnellement le comportement des jets turbulents se déchargeant dans un environnement au repos ou co-courant. Elle consiste à relier le flux de masse du fluide environnant entraîné dans le jet à la différence de vitesse entre le jet et l'écoulement co-courant. On présente dans cet article un modèle fondé sur cette hypothèse et celle d'un profil de vitesse axiale moyenne Gaussien. Il possède une solution analytique implicite ; ses résultats sont équivalents aux modèles précédemment publiés qui s'appuient plutôt sur une hypothèse d'élargissement. Tous ces modèles sont en accord avec les résultats expérimentaux, disponibles sur un grand domaine de positions le long du jet et pour différentes intensités de l'écoulement co-courant.

The entrainment hypothesis was introduced by G.I. Taylor to describe one-dimensionally the development of turbulent jets issuing into a stagnant or coflowing environment. It relates the mass flow rate of surrounding fluid entrained into the jet to the characteristic velocity difference between the jet and the coflow. A model based on this hypothesis along with axial velocity assumed to follow a realistic Gaussian distribution is presented. It possesses an implicit analytical solution, and its results are compared and shown to be fully equivalent to previously published models that are rather based on a spreading hypothesis. All of them are found to be in agreement with experimental results, on a wide range of downstream positions and for various coflow intensities.

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/j.crme.2009.09.005
Keywords: Fluid mechanics, Turbulent jets, Entrainment
Mot clés : Mécanique des fluides, Jets turbulents, Entraînement
Nicolas Enjalbert 1 ; David Galley 1 ; Laurent Pierrot 1

1 Saint-Gobain Recherche, 39, quai Lucien-Lefranc, BP 135, 93303 Aubervilliers, France 
@article{CRMECA_2009__337_9-10_639_0,
     author = {Nicolas Enjalbert and David Galley and Laurent Pierrot},
     title = {An entrainment model for the turbulent jet in a coflow},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {639--644},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {337},
     number = {9-10},
     year = {2009},
     doi = {10.1016/j.crme.2009.09.005},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Nicolas Enjalbert
AU  - David Galley
AU  - Laurent Pierrot
TI  - An entrainment model for the turbulent jet in a coflow
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2009
SP  - 639
EP  - 644
VL  - 337
IS  - 9-10
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crme.2009.09.005
LA  - en
ID  - CRMECA_2009__337_9-10_639_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Nicolas Enjalbert
%A David Galley
%A Laurent Pierrot
%T An entrainment model for the turbulent jet in a coflow
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2009
%P 639-644
%V 337
%N 9-10
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crme.2009.09.005
%G en
%F CRMECA_2009__337_9-10_639_0
Nicolas Enjalbert; David Galley; Laurent Pierrot. An entrainment model for the turbulent jet in a coflow. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 9-10, pp. 639-644. doi : 10.1016/j.crme.2009.09.005. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2009.09.005/

[1] F. Ricou; D. Spalding Measurements of entrainment by axisymmetric turbulent jets, J. Fluid Mech., Volume 11 (1961), pp. 21-32

[2] W. Hawthorne, D. Weddell, H. Hottel, Mixing and combustion in turbulent gas jets, in: Third Symposium (International) on Combustion, 1949, p. 266

[3] Theory of combustion modelling, in: J. Rhine, R. Tucker, Modelling of Gas-Fired Furnaces and Boilers, British Gas, London, 1991

[4] K.M. Tacina; W.J. Dahm Effects of heat release on turbulent shear flows. Part 1. A general equivalence principle for non-buoyant flows and its application to turbulent jet flames, J. Fluid Mech., Volume 415 (2000), pp. 23-44

[5] B.R. Morton; G.I. Taylor; J.S. Turner Turbulent gravitational convection from maintained and instantaneous sources, Proc. R. Soc. Lond. Ser. A Math. Phys. Eng. Sci., Volume 234 (1956), p. 1

[6] H.J. Wang, Jet interaction in a still or co-flowing environment, PhD thesis, Department of Civil Engineering, Hong Kong Univ. of Science and Technology, Hong Kong, 2000

[7] C. Bailly; G. Comte-Bellot Turbulence, CNRS Éditions, Paris, 2003

[8] J. Lee; V. Chu Turbulent Jets and Plumes – A Lagrangian Approach, Kluwer Academic Publishers, Boston, 2003

Cité par Sources :

Commentaires - Politique

Ces articles pourraient vous intéresser

Velocity and concentration distributions in globally unstable axisymmetric helium jets

Sami Boujemaa; Muriel Amielh; Marie Pierre Chauve

C. R. Méca (2007)

Interaction of exhaust jets and aircraft wake vortices: small-scale dynamics and potential microphysical-chemical transformations

Roberto Paoli; François Garnier

C. R. Phys (2005)

Large Eddy Simulation of turbulent flames in a Trapped Vortex Combustor (TVC) – A flamelet presumed-pdf closure preserving laminar flame speed

Cindy Merlin; Pascale Domingo; Luc Vervisch

C. R. Méca (2012)