Les Torches à Plasma
Un gaz plasmagène (argon-hydrogène) chauffé par effet joule à 12 000 K entre avec une vitesse de
1 600 m/s dans un milieu ambiant "froid", de l'air à 300 K dans les conditions expérimentales.
Cette différence de température induit de forts gradients dans la couche de mélange entre le gaz
plasmagène et le milieu ambiant. La viscosité décroît fortement avec la température : une zone
de turbulence intense se développe rapidement.
De plus, l'écoulement subit de très fortes pulsations dues à la présence d'un arc électrique en amont du jet.
Pour modéliser ce phénomène, un code de simulation numérique des équations de Navier-Stokes
compressible a été développé. Le domaine de calcul est un parallélépipède. Des schémas aux différences
finies compacts d'ordre 6 sont utilisés pour la discrétisation spatiale. Un schéma de Runge-Kutta 3
permet l'intégration temporelle.
Vidéos
Evolution de la température dans un plan de coupe pour un jet à 12 000 K dans un milieu
ambiant à 3 000 K.
La simulation a été réalisée sur 4 processeurs de la NEC SX8 de l'IDRIS (http://www.idris.fr)
Un maillage cartésien de 136 millions de points a été utilisé.
Le nombre de Reynolds basé sur les caractéristiques du milieu ambiant est égal à 3 500.
Des instabilités de type Kevin-Helmholtz se développent dans la couche de mélange entre les
deux milieux (sur les bords du jet).
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Evolution de la norme (Euclidienne) de la vorticité dans un plan de coupe pour un jet
à 12 000 K dans un milieu ambiant à 3 500 K.
La simulation a été réalisée sur 4 processeurs de la NEC SX8 de l'IDRIS (http://www.idris.fr)
Un maillage cartésien de 136 millions de points a été utilisé.
Le nombre de Reynolds basé sur les caractéristiques du milieu ambiant est égal à 3 000.
Des instabilités de type Kevin-Helmholtz se développent dans la couche de mélange entre les
deux milieux (sur les bords du jet).
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