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Accueil > Groupes de Recherche > Particules, Sprays et Combustion > Transferts et réactions dans les écoulements dispersés turbulents > Modélisation des écoulements gaz-particules anisothermes

Modélisation des écoulements gaz-particules anisothermes

22 mars 2015

De nombreuses études expérimentales et numériques ont mis en évidence le rôle prépondérant de l’inertie des particules sur les mécanismes de dispersion et de concentration préférentielle dans les écoulements turbulents gaz-particules. Il a été montré, par exemple, que les vitesses de particules proches, faiblement inertielles, sont fortement corrélées en espace en raison de l’interaction locale avec la même turbulence fluide. En revanche, les vitesses de particules proches qui possèdent une grande inertie sont spatialement décorrélées suite à la mémoire qu’elles gardent des interactions avec l’écoulement fluide à des distances comparables ou supérieures à l’échelle intégrale spatiale de la turbulence. La prise en compte des corrélations des vitesses de particules voisines est très importante dans la modélisation statistique des interactions particule-particule, en particulier pour modéliser correctement le temps de collision inter-particulaire (Laviéville et al, 1995 ; Simonin et al., 2002). De même que pour la dynamique, les effets dus à l’inertie particulaire ont un grand impact sur les propriétés statistiques thermiques d’une phase dispersée anisotherme comme la variance de température ou le flux de chaleur transporté par l’agitation. Afin de modéliser la distribution spatiale de la vitesse des particules, un formalisme basé sur une décomposition de la vitesse en deux contributions, un champ continu corrélé et partagé par toute les particules et une contribution Lagrangienne décorrélée et propre à chaque particule, a été développé dans le groupe (Février et al., 2005). Plus récemment, il a été mis en évidence (Masi et al., 2008) qu’une décomposition en parties corrélée et décorrélée peut aussi s’appliquer à la distribution de température des particules. De plus, il a été montré que cette distribution dépend d’une échelle de temps correspondant à la moyenne harmonique des temps de réponse dynamique et thermique des particules. La modélisation par décomposition a été ensuite adaptée au cas d’un nuage de gouttes avec la prise en compte de transferts de masse par évaporation/condensation en écoulements dilués (Masi et al. 2011).