Modélisation de la dynamique de particules de taille finie
J. Bec

dimanche 28 novembre 2010 par Ponty Yannick

Lorsque les particules transportées par un écoulement turbulent développé ont une taille de l’ordre ou plus grande que l’échelle dissipative de Kolmogorov, elles ne peuvent pas être considérées comme des particules ponctuelles et la modélisation de leur mouvement reste une question très largement ouverte. Dans le cadre d’un contrat ANR blanc, je m’attaque numériquement à ce problème en utilisant le savoir-faire développé pour les simulations spectrales directes de la turbulence homogène isotrope. Les conditions de bord à la surface des particules sont implémentées par une méthode de pseudo-pénalisation. Cette démarche nécessite d’effectuer des simulations à très haute résolution pour garantir une séparation d’échelles suffisante entre le forçage, la taille des particules et l’échelle de dissipation visqueuse du fluide.

Cette étude est le pendant numérique de nombreux travaux expérimentaux menés en ce moment en France (ENS Lyon, LEGI Grenoble) et à l’étranger (Institut Max Planck de Göttingen en Allemagne et Université de Cornell aux Etats-Unis). Les détails rendus accessibles par une approche numérique apporteront un complément d’information indispensable à cet effort international.

 

 Homann, H. and Bec, J., "Finite-size effects in the dynamics of neutrally buoyant particles in turbulent flow", Journal of Fluid Mechanics, 651, pp. 81-91 (2010)