Hostname: page-component-cd9895bd7-p9bg8 Total loading time: 0 Render date: 2024-12-27T13:27:39.476Z Has data issue: false hasContentIssue false

Un exemple d'interaction fluide-fluide: "essorage"par un jet d'air turbulent d'un film liquide entraînépar une plaque en mouvement

Published online by Cambridge University Press:  11 July 2007

Éric Arquis
Affiliation:
Laboratoire Inter-établissements TREFLE – UMR CNRS 8508, Site ENSCPB, 16 Av. Pey-Berland, 33607 Pessac Cedex, France
Delphine Lacanette
Affiliation:
Laboratoire Inter-établissements TREFLE – UMR CNRS 8508, Site ENSCPB, 16 Av. Pey-Berland, 33607 Pessac Cedex, France
Stéphane Vincent
Affiliation:
Laboratoire Inter-établissements TREFLE – UMR CNRS 8508, Site ENSCPB, 16 Av. Pey-Berland, 33607 Pessac Cedex, France
Jean-Paul Caltagirone
Affiliation:
Laboratoire Inter-établissements TREFLE – UMR CNRS 8508, Site ENSCPB, 16 Av. Pey-Berland, 33607 Pessac Cedex, France
Pascal Gardin
Affiliation:
ARCELOR Research, Voie Romaine, 57280 Maizières-lès-Metz, France
Get access

Abstract

Cet article présente une simulation numérique des interactions hydrodynamiques entre une plaque solide en mouvement, un film liquide entraîné par cette plaque et un fluide gazeux au repos ou structuré en jet plan impactant ce film, dans une hypothèse de géométrie cartésienne 2D essentiellement, mais également 3D. Cette problématique se rencontre dans des applications procédés "matériaux" (contrôle d'épaisseur de dépôt ou d'états de surface en sidérurgie) ou pour dans les parois protectrices (des véhicules spatiaux en phase de rentrée atmosphérique ou des réacteurs de fusion nucléaire) et d'une certaine façon dans des problèmes de condensation avec balayage par un écoulement gazeux. Ce problème allie de nombreuses difficultés physiques et numériques : traitement des interfaces liquide-gaz et des instabilités qui y prennent naissance, turbulence dans la zone gazeuse et éventuellement dans la zone liquide. Une autre difficulté est inhérente aux multiples échelles rencontrées : procédé à l'échelle centimétrique-métrique, épaisseur de film à l'échelle millimétrique-micronique, échelles de turbulence variées. Notre travail va tenter de vaincre ces difficultés et de produire des résultats en conditions réelles ... ou du moins au plus près de celles-ci.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2007

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Ellen, C.H., An, C.V. Tu analysis of jet stripping of liquid coatings, J. Fluids Eng. 106 (1984) 399 CrossRef
Landau, L., Levich, B., Dragging of a liquid by a moving plate, Acta Physica USSR 17 (1942) 4254
Thornton, J.A., Graff, M.F., An analytical description of the jet finishing process for hot-dip metallic coating on strip, Metall. Trans. B 7B (1976) 607 CrossRef
J.-M. Buchlin, Modeling of gas-jet wiping, Thin Liquid Films and Coating Processes, VKI Lecture Series, von Karman Institute for Fluid Dynamics, 1997
Brackbill, J.U., Kothe, B.D., Zemach, C., A continuum method for modelling surface tension, J. Comput. Phys. 100 (1992) 335 CrossRef
Scardovelli, R., Zaleski, S., Direct numerical simulation of free-surface and interfacial flow, Annu. Rev. Fluid Mech. 31 (1999) 567 CrossRef
Vincent, S., Caltagirone, J.-P., Efficient solving method for unsteady incompressible interfacial flow problems, Int. J. Numer. Methods Fluids 30 (1999) 795 3.0.CO;2-2>CrossRef
P. Sagaut, Large Eddy Simulation for Incompressible Flows, Springer-Verlag, Berlin, 1998
Vincent, S., Caltagirone, J.-P., Lubin, P., Randrianarivelo, T.N., An adaptive augmented Lagrangian method for three-dimensional multimaterial flows, Comput. Fluids 33 (2004) 1273 CrossRef
Nikoleizig, A., Kootz, T., Weber, F., Espenhahn, M., Fundamentals of the Jet Process for Hot Dip Galvanising, Stahl und Eisen 98 (1978) 336
Tu, C.V., Wood, D.H., Measurements beneath an impinging plane jet, Exp. Therm. Fluid Sci. 13 (1996) 364 CrossRef
Phares, D.J., Smedley, G.T., Flagan, R.C., The wall shear stress produced by the normal impingement of a jet on a flat surface, J. Fluid Mech. 418 (2000) 351 CrossRef
Maurel, S., Solliec, C., A turbulent plane jet impinging nearby and far from a flat plate, Exp. Fluids 31 (2001) 687 CrossRef
Lacanette, D., Gosset, A., Vincent, S., Buchlin, J.M., Arquis, E., Macroscopic Analysis og gas-jet wiping : numerical simulation and experimental approach, J. Phys. Fluids 18 (2006) 042103 CrossRef
Lacanette, D., Vincent, S., Arquis, E., Gardin, P., Numerical simulation of gas-jet wiping in steel strip galvanizing process, ISIJ Int. 45 (2005) 2142