Modélisation et simulation des collisions entre gouttelettes dans un aérosol épais

Laurent Desvillettes


CMLA
ENS Cachan
61, avenue du Président Wilson
94235 Cachan Cedex

Les travaux présentés dans cet exposé ont été obtenus dans le cadre d'une collaboration entre le CMLA de l'ENS de Cachan et le CEA-DAM, à laquelle ont participé C. Baranger, L. Boudin, B. Desjardins, LD, J. Mathiaud, R. Motte, Th. Pougeard.

Les aérosols (ou sprays) sont des écoulements complexes dans lesquels de très nombreuses gouttelettes liquides (ou parfois solides) sont en suspension dans un gaz sous-jacent. On suppose que le rayon caractéristique de ces gouttelettes est petit devant une taille typique de l'écoulement que l'on étudie. Les aérosols apparaissent aussi bien dans des phénomènes naturels (nuages) que dans des dispositifs industriels (moteurs diesels). On dit qu'ils sont épais lorsque le volume occupé par les gouttelettes n'est pas négligeable devant celui occupé par le gaz.

Après avoir décrit les équations qui interviennent dans la modélisation de tels écoulements, et insisté sur les termes d'interaction entre gouttelettes, on explique quels sont les schémas numériques utilisés pour discrétiser ces dernières.

On présente des résultats numériques qui illustrent les difficultés de modélisation et de simulations des phénomènes complexes de collisions de gouttelettes : prise en compte de l'inélasticité, utilisation de particules numériques de représentativité différentes, etc.