Ecoulements engendrés par la rotation différentielle de parois d'enceintes cylindriques et coniques

Abstract

Ce travail propose une étude numérique de certaines structures d’écoulements secondaires, engendrées par la rotation différentielle des parois d’une enceinte de type rotor-stator cylindrique. Une attention particulière est réservée au phénomène d’éclatement tourbillonnaire, de type bulbe, axisymétrique, stationnaire et stable qui se superpose à l’écoulement de base. Ce phénomène est communément caractérisé par une zone d’écoulement axial inverse, d’extension limitée, précédée par l’existence d’un point d’éclatement sur l’axe de la cavité. La modélisation numérique, en différences finies, a permis sa mise en évidence et sa caractérisation. Dans le cadre d’une tentative de contrôle de l’éclatement, l’étude révèle que la co-rotation différentielle d’un moyeu central, de faible rayon, entraîne la disparition progressive des zones éclatées ; alors que, la contra-rotation tend à favoriser leur apparition. Ces résultats numériques, concluants, confirment des résultats expérimentaux récents, recensés dans la littérature. De même, les solutions indiquent qu’une légère inclinaison de la paroi latérale constitue un nouveau moyen, non-intrusif, de contrôle