Approche numérique et expérimentale du transfert de chaleur en écoulement de Gortler

Nous avons observé un comportement inattendu du transfert thermique dans une couche limite laminaire sur paroi concave à basse vitesse nominale, une configuration particulièrement ignorée dans la littérature. Cette couche limite contient des tourbillons de Görtler intenses. Dans cette situation, les mesures précises du flux de chaleur pariétal démontrent que l'amélioration du transfert thermique est extrêmement grande, au-dessus de celui correspondant au cas d'une couche limite turbulente sur plaque plane. L'analyse démontre que pour une gamme de vitesse inférieure à une certaine vitesse critique, la couche limite transitionnelle est dominée par l'instabilité centrifuge. D'autres résultats renforcent cette discussion dont l'analyse de l'influence du forçage des perturbations amonts ainsi qu'un ensemble de visualisations d'écoulement. Une méthode numérique, résolvant les équations de Navier-Stokes pour une couche limite temporelle, permet une analogie avec le développement linéaire et non-linéaire des tourbillons réguliers de Görtler et leur instabilité primaire. Ces résultats sont comparés aux mesures expérimentales

Effects of vortex organization on heat transfer enhancement by Gortler instability

Gortler vortices, which appear due to streamline curvature in a boundary layer, drastically modify the momentum and heat-transfer properties of the boundary layer. Gortler instability and, as such, heat transfer enhancement by Gortler instability are dependent on initial conditions. In particular, the upstream perturbation wavelength affects downstream nonlinear enhancement of the heat-transfer rate. In this paper we investigate this effect and show that the shorter wavelengths of the upstream perturbations increase the heat-transfer rate of nonlinear Gortler vortices. (C) 2004 Elsevier SAS. All rights reserved

Some unexpected effects of wavelength and perturbation strength on heat transfer enhancement by Gortler instability

Convective heat transfer is studied in a laminar boundary layer over a concave wall in the presence of Gortler vortices with constant wall heat flux conditions. Comparison of local Nusselt and Stanton numbers demonstrates that the latter is more accurate in revealing three-dimensional flow development. Analysis of heat transfer with different freestream velocities shows that the Reynolds similarity is not valid in the presence of Gortler centrifugal instability and indicates that the Gortler number based on the Blasius momentum thickness enables one to follow the different steps of Gortler instability development. Analysis of the effects of the Gortler vortex wavelength and of perturbation wire diameter shows that the smaller the vortex wavelength, the faster the apparent transition to turbulence. Moreover, larger wire diameters also cause a faster boundary-layer transition. It has been shown experimentally that in the range of heat loading studied here, the buoyancy force has no effect on Gortler vortex generation and growth. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved

Pré-imprégnés lin/époxy : influence des paramètres d’élaboration sur les propriétés mécaniques

Le pré-imprégné lin/époxy testé est constitué de fils de lin torsadés provenant de l’industrie textile. Il est principalement utilisé dans le secteur du sport et loisir. La valeur ajoutée recherchée est la bonne capacité d’amortissement des vibrations. Une première étude a montré que le comportement du lin/époxy n’est pas seulement élastique et que sa résistance n’est pas optimale, on atteint au mieux 350 MPa là où la loi des mélanges laisse espérer le double! L’objectif à terme du travail consiste à optimiser le pré-imprégné. On étudie l’influence de la torsion des mèches en comparant un TISSÉ comportant un fil de trame pour 19 fils de chaîne, avec un UD, un UD COUSU à 45° et un MAT possédant une orientation privilégiée. Le meilleur résultat est obtenu pour le TISSÉ. On pense que la filature au mouillé rend optimale la séparation des fibres unitaires. On étudie l’influence du traitement textile en comparant un sergé 2/2 ÉCRU avec le même tissu LESSIVÉ, BLANCHI et MERCERISÉ. Le meilleur résultat est obtenu pour le tissu MERCERISÉ

Eddy Heat Transfer by Secondary Goumlrtler Instability

Experimental measurements of flow and heat transfer in a concave surface boundary layer in the presence of streamwise counter-rotating Goumlrtler vortices show conclusively that local surface heat-transfer rates can exceed that of the turbulent flat-plate boundary layer even in the absence of turbulence. We have observed unexpected heat-transfer behavior in a laminar boundary layer on a concave wall even at low nominal velocity, a configuration not studied in the literature: The heat-transfer enhancement is extremely high, well above that corresponding to a turbulent boundary layer on a flat plate. To quantify the effect of freestream velocity on heat-transfer intensification, two criteria are defined for the growth of the Goumlrtler instability: P(z) for primary instability and P(rms) for the secondary instability. The evolution of these criteria along the concave surface boundary layer clearly shows that the secondary instability grows faster than the primary instability. Measurements show that beyond a certain distance the heat-transfer enhancement is basically correlated with P(rms), so that the high heat-transfer intensification at low freestream velocities is due to the high growth rate of the secondary instability. The relative heat-transfer enhancement seems to be independent of the nominal velocity (global Reynolds number) and allows predicting the influence of the Goumlrtler instabilities in a large variety of situations

Approche numérique et expérimentale du transfert de chaleur en écoulement de Gortler

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceNous avons observé un comportement inattendu du transfert thermique dans une couche limite laminaire sur paroi concave à basse vitesse nominale, une configuration particulièrement ignorée dans la littérature. Cette couche limite contient des tourbillons de Görtler intenses. Dans cette situation, les mesures précises du flux de chaleur pariétal démontrent que l'amélioration du transfert thermique est extrêmement grande, au-dessus de celui correspondant au cas d'une couche limite turbulente sur plaque plane. L'analyse démontre que pour une gamme de vitesse inférieure à une certaine vitesse critique, la couche limite transitionnelle est dominée par l'instabilité centrifuge. D'autres résultats renforcent cette discussion dont l'analyse de l'influence du forçage des perturbations amonts ainsi qu'un ensemble de visualisations d'écoulement. Une méthode numérique, résolvant les équations de Navier-Stokes pour une couche limite temporelle, permet une analogie avec le développement linéaire et non-linéaire des tourbillons réguliers de Görtler et leur instabilité primaire. Ces résultats sont comparés aux mesures expérimentales

Eddy Heat Transfer by Secondary Görtler Instability

International audienceExperimental measurements of flow and heat transfer in a concave surface boundary layer in the presence of streamwise counter-rotating Goumlrtler vortices show conclusively that local surface heat-transfer rates can exceed that of the turbulent flat-plate boundary layer even in the absence of turbulence. We have observed unexpected heat-transfer behavior in a laminar boundary layer on a concave wall even at low nominal velocity, a configuration not studied in the literature: The heat-transfer enhancement is extremely high, well above that corresponding to a turbulent boundary layer on a flat plate. To quantify the effect of freestream velocity on heat-transfer intensification, two criteria are defined for the growth of the Goumlrtler instability: P(z) for primary instability and P(rms) for the secondary instability. The evolution of these criteria along the concave surface boundary layer clearly shows that the secondary instability grows faster than the primary instability. Measurements show that beyond a certain distance the heat-transfer enhancement is basically correlated with P(rms), so that the high heat-transfer intensification at low freestream velocities is due to the high growth rate of the secondary instability. The relative heat-transfer enhancement seems to be independent of the nominal velocity (global Reynolds number) and allows predicting the influence of the Goumlrtler instabilities in a large variety of situations

Development of turbulent wakes evolving from asymmetric shear layers

This paper reports an experimental investi- gation on the response of a turbulent wake past an elongated flat plate to various upstream flow conditions. Different tripping wires were placed on the upper side of the plate downstream the leading edge resulting in asymmetric shear lay- ers evolving from the trailing edges. Mean flow and turbulent fields of the asymmetric wakes were compared to their symmetrical counter- part. The symmetrical wake was found to attain a self-similar state whereas asymmetric wakes continued to slowly evolve towards an expected asymptotic behaviour at a rate that strongly de- pends on the imposed initial conditions.Papers presented to the 12th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Costa de Sol, Spain on 11-13 July 2016