CE46 - Modèles numériques, simulation, applications

Analyse de la rupture des gouttes par simulation numérique directe – DropBreak

Résumé de soumission

De nombreux procédés industriels sont concernés par l'atomisation, en particulier dans les transports. De nature multi-échelle, ce processus fait apparaître des structures liquides de forme variée et de taille allant du micromètre au centimètre. L'atomisation est souvent divisée en atomisation primaire, près de l'injecteur, et secondaire, loin de l'injecteur. Durant cette seconde étape la turbulence joue un rôle important dans la rupture des gouttes, créant ainsi des gouttes de taille inférieure. Prédire l'évolution temporelle des tailles de goutte durant l'atomisation secondaire est essentiel pour maîtriser ces procédés.

Le but de ce projet est d'étudier de manière systématique l'évolution et la rupture des gouttes évoluant dans un milieu gazeux turbulent en utilisant la simulation numérique directe.

Pour ce faire, une base de données d'accès libre sera créée. Celle-ci contiendra l'évolution temporelle de milliers de gouttes. Des réalisations différentes seront faites avec un grand nombre de paramètres physiques liées aux fluides concernés (densité, viscosité, tension de surface) ainsi qu'aux conditions spécifiques de l'écoulement (turbulence environnante, taille de la goutte). Cela permettra l'analyse de l'évolution des gouttes jusqu'à leurs ruptures. L'analyse de cette base de données permettra donc d'affiner notre compréhension de la rupture secondaire. Nous nous concentrerons sur le couplage entre l'interface, la turbulence environnante et l'écoulement interne de la goutte dans le but d'améliorer les modèles de rupture secondaire (SBM). L'évolution de la surface des gouttes sera aussi analysée en s'appuyant sur la théorie de la stabilité. L'approche multi-échelle sera également mise à contribution dans l'étude des gouttes. Cette méthodologie est complètement innovatrice et fournira à la communauté un nouveau modèle de rupture qui augmentera la prédictibilité des simulations actuelles. Des simulations seront réalisées en fin de projet pour montrer le potentiel du nouveau modèle.

Un étudiant en doctorat sera embauché dans ce projet et des ressources numériques seront demandées au GENCI. Une politique de diffusion est aussi associée pour garantir l'accessibilité des résultats au public spécialisé mais aussi afin de vulgariser les résultats obtenus.

Coordination du projet

Jorge César Brändle De Motta (COMPLEXE DE RECHERCHE INTERPROFESSIONNEL EN AEROTHERMOCHIMIE)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CORIA COMPLEXE DE RECHERCHE INTERPROFESSIONNEL EN AEROTHERMOCHIMIE

Aide de l'ANR 150 120 euros
Début et durée du projet scientifique : - 42 Mois

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