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Abstract

Jets issuing tangentially to an impermeable flat surface from orifices of finite aspect ratio are termed three-dimensional wall jets. The turbulent flow of viscous incompressible fluid associated with such wall jets has been investigated analytically. Results are presented for the wall jets issuing from orifices of various shapes and several aspect ratios. The maximum velocity shows three regions of decay. The potential core region is followed by a characteristic decay region where maximum velocity decays in a manner dependent on the shape and aspect ratio of the orifice. Following this region, there is a radial wall jet type maximum velocity decay region. All three-dimensional wall jets issuing from any arbitrary cross-sectional orifice decay in a similar manner in this radial decay region. The half-velocity width grows faster in the transverse direction than in a direction normal to the flat surface. The analytical results agree reasonably well with existing experimental results.

On appelle jets à trois dimensions sur la paroi ceux qui sont émis tangentiellement à une surface plane et imperméable à partir d'orifices ayant un allongement (aspect ratio) fini. On a étudié d'une manière analytique l'écoulement turbulent d'un fluide visqueux et incompressible associé auxdits jets. On présente les résultats dans le cas de jets émis sur la paroi à partir d'orifices de différentes formes et de plusieurs allongements. On constate que la vitesse maximale diminue dans trois régions: le secteur du centre potentiel est suivi d'une région caractéristique de décroissement (celui-ci dépend de la forme et de l'allongement de l'orifice), puis d'une autre semblable mais où le jet sur la paroi est de type radial. Tous les jets à trois dimensions émis sur la paroi qui proviennent d'un orifice arbitraire décroissent de la même manière dans cette dernière région. La demi-vitesse croît en largeur plus vite dans le sens transversal que dans une direction perpendiculaire à la surface plane. Les résultats analytiques concordent raisonnablement bien avec les données expérimentales actuelles.