Οn the Cοnditiοnal Statistics arοund the Τurbulent/Νοn-Τurbulent Ιnterface in Ηeterοgeneοus Rοund Jets

Les jets ronds turbulents, présentant des différences de densité ou de viscosité, présentent des dynamiques qui échappent aux analyses traditionnelles fondées sur un cadrage conventionnel. Cette étude place l’Interface Turbulente/Non Turbulente au cœur de la mesure et de l’interprétation et examine comment les contrastes de propriétés réorganisent la production, le transport et la dissipation de l’énergie cinétique turbulente. Des expériences utilisant la PIV planaire et la PLIF synchronisées fournissent des champs de vitesse et de scalaire pour deux configurations : un jet d’azote dans un co-écoulement d’azote et un jet d’hélium dans un co-écoulement d’azote. Une méthode de correction d’image et de normalisation de l’énergie des tirs garantit une évaluation fiable des gradients. L’interface est détectée au moyen d’une chaîne reproductible qui compare la méthode de seuillage de Prasad et Sreenivasan à celle d’Otsu et introduit un choix de consensus. La courbure de l’interface est ensuite mesurée afin de relier la géométrie locale au transport.Trois types de statistiques conditionnelles sont évalués : radiales, normales et suivant la ligne de gradient. Les cadres normal et ligne de gradient restituent des gradients plus abrupts au voisinage de l’interface que l’échantillonnage radial, au prix d’une construction de trajectoires plus complexe. Une analyse conditionnée par les structures détecte des tourbillons de Kelvin–Helmholtz et calcule les bilans d’énergie cinétique turbulente sous formes moyennée de Reynolds et moyennée de Favre. Les cartes globales et conditionnées aux structures révèlent des motifs compacts à l’interface : bandes étroites de production, couches fines de dissipation et lobes polaires d’advection et de diffusion turbulente. Dans le cas à densité variable, les effets de flux massique déplacent et amplifient la production et modifient le transport.Les résultats montrent que des jets aux propriétés différentes peuvent conserver un entraînement quasi classique tout en présentant une organisation différente du bilan d’énergie au voisinage de l’interface. Les méthodes proposées constituent une chaîne portable pour des diagnostics conditionnés à l’interface et motivent des fermetures pour les simulations moyennées de Reynolds et les grandes échelles qui tiennent compte de la distance à l’interface, de l’intensité du gradient scalaire et des corrélations de flux massique