A O Û T / S E P T . 1 9 6 3 - N " 5 L A H O U I L L E B L A N C H E 587

Méthodes de visualisation

des écoulements hydrauliques

Hydraulic f low visualisation methods

PAR H . W E R L É ,

INGÉNIEUR DE RECHERCHES A L'O.N.E.R.A.

Le laboratoire des Analogies hydrauliques de l'O.N.E.R.A. exploite différents dispositifs et méthodes destinés à la visualisation de l'écou­lement autour des maquettes. Ces moyens expérimentaux ont permis, comme le prouvent les exemples de résultats présen­tés (*), d'apporter une contribution qualitative, et même quantitative, à des recherches fonda­mentales de mécanique des fluides, principale­ment en aérodynamique (décollements, tourbil­lons, jets, etc.). Leur domaine d'application peut être étendu à des études telles que : diffuseurs, prises d'air, hélices, etc.

(*) Cet article résume l'exposé et les films présen­tés au cours de la session de mars i963 du Comité Technique de la S.H.F.

Various methods and arrangements for the visual observation of flows around models are in use a the O.N.E.R.A. hydraulic Analogy labora­tory.

As confirmed by the examples given of results obtained (*), they have enabled qualitative—and even quantitative— contributions to be made to basic fluid mechanics research, especially in aerodynamics (separation, vortices, jets, e tc ) . . Their application can also be extended to cover research on diffusers, air intakes, propellers, etc.

(*) This article gives a summary of a conference given and of the films shown at the March 196." meeting of the Technical Committee of Société Hy­drotechnique de France.

L ' o b s e r v a t i o n d e s p h é n o m è n e s a é r o d y n a m i ­q u e s g r â c e à l a v i s u a l i s a t i o n f a c i l i t e l ' a n a l y s e e t l a c o m p r é h e n s i o n d u m é c a n i s m e d e l ' é c o u l e m e n t a u t o u r d e s m a q u e t t e s . L ' e x p é r i m e n t a t i o n d a n s l ' e a u p e r m e t d e p r o c é d e r à d e t e l l e s é t u d e s p l u s s i m p l e m e n t e t p l u s r a p i d e m e n t q u e d a n s l ' a i r . C ' e s t p o u r c e s r a i s o n s e t d a n s c e b u t q u e s e p o u r s u i t l ' e x p l o i t a t i o n , à l ' O . N . E . R . A . , d ' u n c e r ­t a i n n o m b r e d e d i s p o s i t i f s h y d r a u l i q u e s u t i l i s é s p o u r l a v i s u a l i s a t i o n d e s é c o u l e m e n t s .

L a c u v e é t r o i t e p o u r l ' é t u d e

d e s é c o u l e m e n t s v i s q u e u x [ 1 ]

C e t t e c u v e f o n c t i o n n e p a r g r a v i t é . E l l e c o m ­p o r t e u n e v e i n e t r è s é t r o i t e ( d i s t a n c e e n t r e p a ­r o i s : 1 m m ) . L a v i s u a l i s a t i o n e s t a s s u r é e p a r d e s é m i s s i o n s c o l o r é e s . L ' é c o u l e m e n t o b s e r v é a u x n o m b r e s d e R e y n o l d s t r è s f a i b l e s (ûl = 10) c o n t o u r n e s a n s d é c o l l e r l e s o b s t a c l e s q u ' i l r e n -

Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1963040

5 8 8 L A H O U I L L E B L A N C H E № 5 - A o U T / S E P T . 1 9 6 3

c o n t r e , q u e l l e s q u e s o i e n t l e u r f o r m e e t l e u r c o n f i g u r a t i o n (fig. 1 ) .

L a c u v e h y d r a u l i q u e p o u r l ' é t u d e

d e s p h é n o m è n e s s u p e r s o n i q u e s [ 2 ]

L e f o n c t i o n n e m e n t d e c e t t e c u v e e s t b a s é s u r l ' a n a l o g i e b i e n c o n n u e e n t r e l ' é c o u l e m e n t s u p e r ­s o n i q u e b i d i m e n s i o n n e l d ' u n g a z e t c e l u i d ' u n e n a p p e d ' e a u à s u r f a c e l i b r e s ' é c o u l a n t d a n s u n c a n a l d o n t le f o n d e s t h o r i z o n t a l . O n s a i t q u e c e t t e a n a l o g i e c o r r e s p o n d a u c a s d ' u n g a z fict if d o n t l e r a p p o r t d e s c h a l e u r s s p é c i f i q u e s s e r a i t Y = 2 .

L ' é c o u l e m e n t s e f a i t p a r g r a v i t é ( d i m e n s i o n s d u c a n a l : 1,30 X 0 ,30 m , h a u t e u r u t i l e : 0 ,06 m ) . P l u s i e u r s m o n t a g e s o p t i q u e s s o n t u t i l i s é s : u n p r e m i e r r a p p e l l e l a m é t h o d e d e s o m b r e s , u n d e u x i è m e s ' a p p a r e n t e a u x m é t h o d e s i n t e r f é r e n -t i e l l e s , u n t r o i s i è m e c o n s t i t u e u n p r o c é d é i n t e r ­m é d i a i r e (fig. 2 ) .

L e t u n n e l h y d r o d y n a m i q u e p o u r l ' é t u d e

d e s é c o u l e m e n t s à b a s s e v i t e s s e [ 3 ]

TI s ' a g i t d ' u n e s o u f f l e r i e à e a u d i s p o s é e v e r t i ­c a l e m e n t e t s a n s c i r c u i t d e r e t o u r . E l l e f o n c ­t i o n n e p a r « r a f a l e s » s o u s l ' a c t i o n d e l a g r a v i t é . S o n r é s e r v o i r l u i a s s u r e u n e d u r é e d ' e s s a i d e 2 m n à l a v i t e s s e n o r m a l e d e f o n c t i o n n e m e n t d e 10 c m / s (d i . — 1 0 4 ) d a n s l a v e i n e à s e c t i o n c a r r é e (22 X 2 2 c m ) , (fig. 3 ) .

D e u x m é t h o d e s d e v i s u a l i s a t i o n o n t é t é e m ­p l o y é e s :

— l e s é m i s s i o n s c o l o r é e s ( m é l a n g e l a i t e u x d e d e n s i t é é g a l e à c e l l e d e l ' e a u ) p o u r r e n d r e v i s i b l e l ' é c o u l e m e n t a u v o i s i n a g e d e s m a q u e t ­t e s (fig. 5 , e n b a s ) ;

— l ' u t i l i s a t i o n d e b u l l e s d ' a i r o b t e n u e s g r â c e à u n a g e n t é m u l s i o n n a n t i n t r o d u i t d a n s l ' e a u a u m o m e n t d u r e m p l i s s a g e d u r é s e r v o i r . L e s b u l l e s d o n n e n t l ' a s p e c t d e l ' é c o u l e m e n t d a n s d e m i n c e s t r a n c h e s t r a n s v e r s a l e s o u l o n g i t u ­d i n a l e s d e l a v e i n e (fig. 7, à g a u c h e ) . C e t t e m é t h o d e p r é c i s e m ê m e l ' a l l u r e d e s v e c t e u r s v i t e s s e e n p r o j e c t i o n s u r le p l a n v i s u a l i s é ( c l i c h é à t e m p s d e p o s e c o u r t , e x e m p l e a u m i ­l i e u d e l a figure 5 ) . E l l e r é v è l e e n o u t r e le c a r a c t è r e d e l a m i n a r i t é o u d e t u r b u l e n c e d e l ' é c o u l e m e n t , e n p a r t i c u l i e r c e l u i d e l a c o u ­c h e l i m i t e ( p r é s e n c e d ' u n e c o u c h e v i d e d e b u l l e s e n c o n t a c t a v e c l a p a r o i e n c a s d e l a m i n a r i t é : fig. 4 ) .

E x e m p l e s d e v i s u a l i s a t i o n s o b t e n u e s

a u t u n n e l h y d r o d y n a m i q u e

U n p r e m i e r e x e m p l e c o n c e r n e l e s d é c o l l e m e n t s q u i s e m a n i f e s t e n t le l o n g d ' u n e p a r o i [ 4 ] . L ' é c o u l e m e n t l a m i n a i r e l e l o n g d ' u n e p a r o i i n ­c u r v é e c o n s t i t u a n t u n d i v e r g e n t à p e n t e é l e v é e s e d i s t i n g u e d e l ' é c o u l e m e n t o b s e r v é le l o n g d ' u n e p a r o i p l a n e p a r l ' e x i s t e n c e d ' u n d é c o l l e m e n t t a n g e n t i e l d e l a c o u c h e l i m i t e a u d é b u t d e l ' i n ­c u r v a t i o n , s u i v i d e l ' a p p a r i t i o n d e l a t u r b u l e n c e (fig. 4 ) .

U n d é c o l l e m e n t g é n é r a l i s é d e m ê m e t y p e s e d é v e l o p p e e n a v a l d ' u n i m p o r t a n t d é c r o c h e m e n t d e p a r o i . C e p e n d a n t , l o r s q u e l e d é c r o c h e m e n t e s t p l u s r é d u i t , l a z o n e d é c o l l é e p e u t s e r e f e r m e r s u r e l l e - m ê m e e t d e p l u s r e s t e r e n t i è r e m e n t l a m i ­n a i r e (fig. 5 , e n h a u t ) .

U n d é c o l l e m e n t l o c a l i s é s ' o b s e r v e a u s s i e n a m o n t d ' u n r e s s a u t d e p a r o i . I l e s t l e s i è g e d ' u n t o u r b i l l o n p r i n c i p a l s a n s effet d e s o u r c e o u d e p u i t s l o r s q u e l ' é c o u l e m e n t e s t p l a n . Ce t o u r b i l ­l o n d e v i e n t t o u r b i l l o n - p u i t s à é c h a p p e m e n t t r a n s v e r s a l l o r s q u e a p p a r a i s s e n t d e s e f fe t s t r i d i ­m e n s i o n n e l s , p a r e x e m p l e à l a s u i t e d ' u n e r é d u c ­t i o n e n e n v e r g u r e d u r e s s a u t (fig. 5 , e n b a s ) .

L a figure 6 i l l u s t r e u n e é t u d e d e s p h é n o m è n e s d ' i n t e r a c t i o n e n t r e é c o u l e m e n t s e x t e r n e e t i n ­t e r n e à l ' a r r i è r e d ' u n c o r p s d e r é v o l u t i o n s a n s i n c i d e n c e [ 5 ] . A u c u l o t d r o i t d ' u n c y l i n d r e s a n s j e t , o n o b s e r v e u n e z o n e d e fluide m o r t à c a r a c ­t è r e l a m i n a i r e . P l u s e n a v a l a p p a r a î t l a t u r b u ­l e n c e q u i a s s u r e l ' h o m o g é n é i s a t i o n p r o g r e s s i v e d u s i l l a g e . U n j e t a x i a l d ' i n t e n s i t é s u f f i s a n t e o b l i g e l e s c o u c h e s d e f l u i d e l e s p l u s p r o c h e s à s ' i n c u r v e r v e r s l ' a x e e t r é d u i t d e c e f a i t le s i l l a g e à u n e z o n e finie a n n u l a i r e , s i è g e d ' u n t o u r b i l l o n t o r i q u e s t a b l e .

S u r u n c o r p s f u s e l é , l e fluide d é c o l l e p e u a p r è s l e m a î t r e - c o u p l e l o r s q u e le s o u f f l a g e e s t f a i b l e o u n u l t a n d i s q u ' u n j e t i n t e n s e é l i m i n e c o m p l è ­t e m e n t l e d é c o l l e m e n t .

L a f i g u r e 7 c o n c e r n e l e s d é c o l l e m e n t s q u i a p p a r a i s s e n t s u r l e s o g i v e s [ 6 ] . S u r l ' e x t r a d o s d ' u n e o g i v e p r o f i l é e e t f o r t e m e n t i n c l i n é e , o n o b s e r v e u n d é c o l l e m e n t d o n t le c a r a c t è r e t o u r -b i l l o n n a i r e e s t n e t t e m e n t m i s e n é v i d e n c e p a r l ' e n r o u l e m e n t d e s filets c o l o r é s é m i s à l a s u r ­f a c e d u m o d è l e e t p a r l ' a s p e c t d u p s e u d o - é c o u l e ­m e n t t r a n s v e r s a l v i s u a l i s é p a r l e s b u l l e s d ' a i r .

A l o r s q u e c e t y p e d ' o g i v e n ' e s t l e s i è g e d ' a u ­c u n d é c o l l e m e n t à i n c i d e n c e n u l l e , u n e o g i v e à n e z p l u s p l a t e s t m a r q u é e , à i = 0 ° , p a r fa p r é ­s e n c e d ' u n d é c o l l e m e n t l o c a l i s é e n « b o u r r e ­l e t » [ 6 ] .

L ' e x e m p l e s u i v a n t e s t t i r é d ' u n e é t u d e s y s t é ­m a t i q u e d e s p h é n o m è n e s t o u r b i l l o n n a i r e s ' [ 7 ] e t a p o u r s u j e t l e s t o u r b i l l o n s d ' a p e x s u r u n e a i l e d e l t a m i n c e à b o r d d ' a t t a q u e a i g u e t a v e c i n c i ­d e n c e (fig. S ) . L e s e s s a i s a u t u n n e l o n t m i s e n

A O Û T / S E P T . 1 9 6 3 - № 5 H . W E R L É 5 8 9

é v i d e n c e le s c h é m a d e l ' é c o u l e m e n t , d e s t r u c t u r e s e n s i b l e m e n t c o n i q u e , a i n s i q u e l e s c a r a c t é r i s ­t i q u e s d e s t o u r b i l l o n s : l e u r p o s i t i o n , l ' é v o l u ­t i o n d e l a v i t e s s e s u r l ' a x e , l a f o r m e h é l i c o ï d a l e d e s f i l e t s c o n s t i t u a n t l e u r n o y a u , l e u r é c l a t e ­m e n t s o u s l 'e f fe t d e l a t u r b u l e n c e , e t c . L ' e x p é ­r i e n c e p r é c i s e e n o u t r e l ' i n f l u e n c e , s u r c e s é l é ­m e n t s , d e s p a r a m è t r e s d ' é c o u l e m e n t , d e c o n f i ­g u r a t i o n e t d e f o r m e .

U n a u t r e e x e m p l e c o n c e r n e l e s e s s a i s d ' u n e b u s e d e c a p t a t i o n s c h é m a t i s a n t u n e p r i s e d ' a i r b i d i m e n s i o n n e l l e e n « é c o p e » le l o n g d ' u n e p a ­r o i p l a n e (fig. 9 ) . L e s v i s u a l i s a t i o n s f o n t r e s s o r ­t i r l ' e x i s t e n c e d ' u n r é g i m e d ' a d a p t a t i o n d e l a p r i s e s a n s d é c o l l e m e n t s u r l a l è v r e d ' e n t r é e . E n d e h o r s d ' u n d o m a i n e a u t o u r d e ce r é g i m e , o n o b s e r v e s o i t u n d é c o l l e m e n t e n b o u r r e l e t , s o i t u n d é c o l l e m e n t g é n é r a l i s é , à l ' i n t é r i e u r o u à l ' e x t é r i e u r d u m o d è l e . U n m o d è l e à l è v r e a r r o n d i e p o s s è d e é v i d e m m e n t u n d o m a i n e d ' a d a p t a t i o n p l u s l a r g e q u ' u n m o d è l e à l è v r e p o i n t u e . U n b r a q u a g e d e l a l è v r e p e r m e t d ' a d a p ­t e r l a f o r m e d e l ' e n t r é e à l ' é c o u l e m e n t e t d ' é t e n ­d r e le d o m a i n e d ' u t i l i s a t i o n v e r s d e s r é g i m e s à d é b i t d ' e n t r é e f a i b l e o u é l e v é . D a n s c e d e r n i e r c a s , u n e e n t r é e s e c o n d a i r e s u r le c ô t é p e r m e t d e r é d u i r e e n c o r e l e s d é c o l l e m e n t s i n t e r n e s .

E n f i n , l e s m é t h o d e s d e v i s u a l i s a t i o n a d o p t é e s s e s o n t r é v é l é e s u t i l i s a b l e s m ê m e p o u r d e s h é l i ­c e s (fig. 1 0 ) . P o u r l e s e s s a i s d ' u n e h é l i c e c a r é n é e d a n s u n d i f f u s e u r , l e m o d è l e a é t é m o n t é d a n s la v e i n e d e m a n i è r e à l a i s s e r s u b s i s t e r u n é c o u ­l e m e n t p é r i p h é r i q u e (fig. 3 ) . L ' e s s a i e n p r é s e n c e d ' u n é c o u l e m e n t e x t é r i e u r l e n t p r é c i s e l ' i m p o r ­t a n c e d u t u b e d e c o u r a n t c a p t é p a r le d i f f u s e u r , i m p o r t a n c e q u i e s t e n r a p p o r t d i r e c t a v e c l 'effi­c a c i t é d e l ' h é l i c e . L ' e x p é r i e n c e r é v è l e e n o u t r e l ' e x i s t e n c e d ' u n d é c o l l e m e n t t u r b u l e n t à s y m é ­

t r i e d e r é v o l u t i o n l o r s q u e l a p e n t e d u d i f f u s e u r e s t é l e v é e . S u i v a n t l e r é g i m e d e r o t a t i o n d e l ' h é ­l i ce , c e d é c o l l e m e n t s e p r o d u i t s u r l e d i f f u s e u r o u s u r l e m o y e u c e n t r a l e n r a i s o n d e l ' é c l a t e ­m e n t d u f l u x d e l ' h é l i c e .

D a n s l e c a s d ' u n e h é l i c e n o n c a r é n é e p l a c é e f a c e a u v e n t , d e s é m i s s i o n s c o l o r é e s e n b o u t d e p a l e s m e t t e n t e n é v i d e n c e l e s t o u r b i l l o n s m a r ­g i n a u x q u i s ' y d é v e l o p p e n t . U n e v i s u a l i s a t i o n p a r b u l l e s d ' a i r d o n n e u n a s p e c t p l u s g l o b a l d e l ' é c o u l e m e n t d a n s l e p l a n d i a m é t r a l . I l e n e s t d e m ê m e p o u r u n e s s a i a u p o i n t f ixe p r è s d e la s u r f a c e l i b r e , m a r q u é p a r u n t o u r b i l l o n t r o m b e i s s u d e l a s u r f a c e e t i n d u i t p a r l ' h é l i c e .

Ces q u e l q u e s e x e m p l e s d é m o n t r e n t q u e l e s p r o c é d é s a d o p t é s p o u r l ' é t u d e d e s é c o u l e m e n t s s o n t e n m e s u r e d e c o u v r i r u n d o m a i n e d ' a p p l i ­c a t i o n é t e n d u e t d e c o n t r i b u e r a i n s i à l a r é s o l u ­t i o n d e n o m b r e u x p r o b l è m e s d e m é c a n i q u e d e s f l u i d e s .

BIBLIOGRAPHIE - CINÉMATHÈQUE

[1] H. W E R L É . — ONERA, ar t i c l e d a n s La Recherche Aéronautique, n° 79 (1960) et film T 355 a.

[2] H. W E R L É . — ONERA, p u b l i c a t i o n n° 103 (1961) et film T 355 c.

[3] H. W E R L É . — ONERA, n o t e t e c h n i q u e n° 48 (1958) et film T 3 5 5 b .

[4] H. W E I I L É . — ONERA, films T 329 OA et T 432 OA.

[5] H. W E R L É . — ONERA, note t e c h n i q u e n° 61 (1960) et film T 4 0 1 OA.

[6] H. W E R L É . —• ONERA, ar t i c l e s d a n s La Recherche Aéronautique, n° 70 (1959) et 90 (1962) .

[7] H. W E R L É . —• ATMA, c o m m u n i c a t i o n à la s e s s i o n 1961 et film A 378 OA.

D I S C U S S I O N

Président : M. CHAPOUTHTER

Sur la d e m a n d e de M. le P r é s i d e n t , M. W E R L É préc i s e q u e l e p r e m i e r film est u n m o n t a g e c o m p o s i t e d o n t la p r e m i è r e p a r t i e e s t c o n s a c r é e à la c u v e é tro i t e en charge , la s e c o n d e p a r t i e au c a n a l à sur face l ibre et la t r o i s i è m e p a r t i e a u t u n n e l h y d r o d y n a m i q u e , l e q u e l e s t d i s p o s é v e r t i c a l e m e n t et c o m p o r t e u n e v e i n e f e r m é e .

Le d e u x i è m e film a été e n t i è r e m e n t t o u r n é d a n s ce t u n n e l .

M. L E G E N D R E conf irme q u e l ' inf irmité de n o t r e vue , s o u ­l i gnée p a r le P r é s i d e n t , e s t l e m o t i f qu i inc i t e l e s a é r o -d y n a m i c i e n s à d é b r o u i l l e r l ' é tude des p r o b l è m e s d e m é c a ­n i q u e des f luides par des o b s e r v a t i o n s d ' é c o u l e m e n t s d'eau.

M. Maurice R O Y , qu i a e n c o u r a g é M. W E R L É et l arge ­m e n t e x p l o i t é l e s p r o c é d é s qu' i l a d é v e l o p p é s , d é s i r a i t

m e t t r e à la d i s p o s i t i o n des t h é o r i c i e n s u n m o y e n de c h o i ­sir ou cr i t iquer l e s h y p o t h è s e s de b a s e de l eurs c a l c u l s d e m é c a n i q u e s d e s f luides , a p p l i c a b l e a u s s i b i e n a u x é c o u l e ­m e n t s d'air qu 'aux é c o u l e m e n t s d a n s l ' eau . L ' o b s e r v a t i o n de ce s d e r n i e r s é c o u l e m e n t s , a u x très b a s s e s v i t e s s e s é v i t a n t la t u r b u l e n c e , es t très fac i l e .

U l t é r i e u r e m e n t , des c a m é r a s à g r a n d e v i t e s s e p e r m e t ­t e n t d 'enregis trer des é c o u l e m e n t s d'air en r é g i m e s u p e r s o ­n i q u e , m a i s l e s procédés u t i l i s é s pour rendre s e n s i b l e l e s é c o u l e m e n t s sont b e a u c o u p m o i n s d irec t s q u e l 'obser­v a t i o n d'un c o u r a n t d'eau et l ' e x p é r i m e n t a t e u r qui d é p o u i l l e l e s films au ra lent i in t erprè te p lus f a c i l e m e n t s'il a a p p r i s à observer d a n s l 'eau l e p h é n o m è n e qu' i l do i t é tud ier .

M. l e P r é s i d e n t remerc ie M. W E R L É et M. LEGENDRE de

l e u r s t r è s i n t é r e s s a n t s e x p o s é s et de l e u r s m a g n i f i q u e s f i lms , d o n t le dern ier e s t inéd i t .

FIG. 1 .

La cuve é tro i te p o u r la v i s u a l i s a t i o n d e s é c o u l e m e n t s v i s q u e u x .

A gauche, vue de la cuve d i sposée h o r i z o n t a l e m e n t , avec son miro ir de pr ise de v u e s ;

.4 droite, e x e m p l e s d ' é c o u l e m e n t s UM — 1 0 ) o b t e n u s :

— le long d'une p a r o i p l a n e avec obs tac l e a n g u l e u x (en h a u t ) ;

— a u t o u r d'une ellipse, avec u n e inc idence de 25" (en bas ) .

FIG. 2 .

La c u v e à a n a l o g i e h y d r a u l i q u e d e s p h é n o m è n e s s u p e r s o n i q u e s .

A gauche, vue du cana l h o r i z o n t a l à surface l ibre avec miro ir de prise de v u e s ;

.4 droite, é c o u l e m e n t a u t o u r d'un dièdre s a n s inc idence (Mo = 4 , 5 ) ,

De haut en bas :

— m o n t a g e o p t i q u e avec fond à t e i n t e p l a t e ;

— m o n t a g e opt ique avec fond à f r a n g e s ;

— m o n t a g e o p t i q u e avec fond à tro is t e i n t e s .

5 9 0 L A H O U I L L E B L A N C H E № 5 - A O Û T / S E P T . 19(53

F I G . 3. Le t u n n e l h y d r o d y n a m i q u e à v i s u a l i s a t i o n . A gauche, v u e du t u n n e l d i s p o s é v e r t i c a l e m e n t ; A droite, m a q u e t t e s d'essai :

— a i l e de l ta avec f u s e l a g e c o n i q u e m o n t é e sur mât (en haut ) ; — h é l i c e c a r é n é e d a n s u n dif fuseur (au m i l i e u et en b a s ) .

F io . 4. E c o u l e m e n t l e l ong d'une paro i c o n t i n u e (01 = 10').

A gauche, v i s u a l i s a t i o n par b u l l e s d'air : — de l ' é c o u l e m e n t le l o n g d'une paroi p l a n e (en haut ) ; — de l ' é c o u l e m e n t le l o n g d'une paroi incurvée (en b a s ) .

A droite, s c h é m a re la t i f à la paroi incurvée : 1 : L i g n e s de courant . - 2 : Couche sans b u l l e s d'air carac tér i sant u n e couche l i m i l e l a m i n a i r e . - 3 : D é c o l l e m e n t t a n -g e n t i e l . - 4 : Profi l de v i t e s s e . - 5 : L i g n e de séparat ion . - 6 : L igne de v i t e s s e q u a s i n u l l e . - 7 : T r a n s i t i o n . - 8 : Z o n e déco l l ée t u r b u l e n t e .

5 9 2 L A H O U I L L E B L A N C H E № 5 - A O Û T / S E P T . 1 9 6 3

Fio. 5.

E c o u l e m e n t le long d'une paroi d i s c o n t i n u e (${ 10*). De haut en bas :

— d é c o l l e m e n t l i m i t é en aval d'un pet i t d é c r o c h e m e n t ;

— d é c o l l e m e n t généra l i s é en ava l d'un grand décroche­m e n t ;

— d é c o l l e m e n t l i m i t é en a m o n t d'un r e s s a u t ;

— d é c o l l e m e n t a u t o u r d'un re s saut d'envergure l i m i t é e . (Vue perspect ive de l ' é cou lement par ié ta l et vue en p l a n de l ' é c o u l e m e n t a u v o i s i n a g e de la paroi . V i s u a l i s a t i o n par é m i s s i o n s colorées . )

Fio . 6 .

E c o u l e m e n t a u t o u r d'un cu lo t avec j e t (V\)=*10Vo) . En haut,, é c o u l e m e n t au cu lot dro i t d'un c y l i n d r e à inc i ­

dence n u l l e sans j e t (en haut ) et avec j e t (en b a s ) ; Au milieu, schémaî^de l ' é c o u l e m e n t avec j e t :

1 : Culot dro i t . - 2 : L i g n e s de courant . - 3 : F r o n t i è r e de la z o n e de m é l a n g e a v e c le j e t . - 4 : Z o n e d é c o l l é e a n n u l a i r e à l 'arrière du cu lo t . - 5 : T o u r b i l l o n e n for ­m e de tore s i tué d a n s la z o n e 4 ;

En bas, é c o u l e m e n t à l 'arrière d'un corps de r é v o l u t i o n fuse l é à inc idence n u l l e , s a n s j e t (en h a u t ) e t avec jet (en b a s ) .

F I G . 7.

E c o u l e m e n t a u t o u r d'une og ive (#} 0 = 0 , 6 . 1 0 4 ) .

A gauche, en haut, d é c o l l e m e n t en b o u r r e l e t sur u n e og ive à nez p la t sans i n c i d e n c e (plan d i a m é t r a l ) ;

A droite, é c o u l e m e n t a u t o u r d'une og ive profi lée à 20° d ' inc idence ( é c o u l e m e n t e x t é r i e u r en haut , é c o u l e m e n t par ié ta l en bas) ;

.4 gauche, en bas, t r a n c h e d ' é c o u l e m e n t t r a n s v e r s a l e à l ' e x t r é m i t é de l 'ogive précédente .

F I G . 8 .

E c o u l e m e n t a u t o u r d'une a i l e d e l t a t r è s m i n c e avec i n c i d e n c e fcftj — 2.1(M). .4 gauche, é c o u l e m e n t e x t r a d o s (en h a u t ) et t ranche d ' é c o u l e m e n t t r a n s v e r s a l e au bord de fu i t e (en b a s ) , à 20" d' inci ­

d e n c e ;

.4« milieu, en haut, dé ta i l de l ' é cou lement par ié ta l ex trados v i s u a l i s é par b u l l e s d'air, à 20" d ' inc idence ; A droite, t r a n c h e d ' é c o u l e m e n t au bord de fu i t e à 10° d ' inc idence (en bas) et é c l a t e m e n t des t o u r b i l l o n s d 'extrados sur

u n e a i l e à flèche p l u s rédu i te et à 20» d ' inc idence (en h a u t ) .

Fio . 9.

E c o u l e m e n t a u t o u r d'une pr i se d'air b i d i m e n s i o n n e l l e en « écope » le long d'une paro i . (Vis — v i t e s s e m o y e n n e d'en­t rée ; p — a ng l e de b r a q u a g e de la lèvre.)

A gauche, m o d è l e à l èvre p o i n t u e : de h a u t en b a s , A droite, m o d è l e à lèvre arrondie : de h a u t en b a s ,

P = 0», Vf « 0,5 V» P = 0°, V* -x 2 V . p = 0», V B = 0,5 V„ ft = 0", V E - 2 V „

p = — 10», V s = . 0,5 V „ P = + 10% V„ = 2V „ P = 0«, V n = Vo P = 0", V f =* 4 V„

( m o d è l e avec entrée seconda ire )

A O Û T / S E P T . 1 9 6 3 - N " 5 H . W E R L É 5 9 5

FIG. 10.

E c o u l e m e n t a u t o u r d'une hé l i ce

(Hél ice t o u r n a n t à N ( t r / s ) , Vo ~ 10 c m / s sauf c o n t r e - i n d i c a t i o n , 2 a = a n g l e d 'ouverture du di f fuseur)

A gauche, h é l i c e carénée : de h a u t en b a s ,

2 a = 8° , N = 8 t r / s 2 a = 20°, N = 4 t r / s 2 a = 20°, N =.- 10 t r / s

A droite, h é l i c e n o n carénée :

N = 4 t r / s ( é m i s s i o n s co lorées en b o u t de p a l e s ) , h é l i c e face au v e n t ;

N = 6 t r / s ( é c o u l e m e n t d a n s le p l a n d i a m é t r a l ) , h é l i c e face au v e n t ;

N = 8 t r / s (Vo = 0) h é l i c e a u po int fixe près de la sur face l ibre s i t u é e à gauche (c l iché re tourné de 90").