Contribution à l'étude des effets inertiels sur le comportement de particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent

par Lotfi Hajji

Thèse de doctorat en Mécanique-Energétique

Sous la direction de Benoît Oesterlé.

Soutenue en 1995

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Écoulement diphasique
• Suspension de particule
• Inertie
• Écoulement turbulent
• Trainée
• Portance
• Écoulement cisaille
• Simulation numérique
• Écoulement diphasique
• Simulation par ordinateur
• Particules (matière)

Résumé

L'objet de notre étude préliminaire d'un écoulement gazeux turbulent, dans le cas unidimensionnel, est de décrire les effets de certains paramètres d'inertie et l'influence de la non-linéarité de trainée sur le comportement des particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent. Ceci a été réalisé en utilisant deux sortes de méthodes, une simulation directe simplifiée et une technique classique du suivi lagrangien. Les modifications subies par les structures turbulentes du fait de la présence des particules sont ignorées. Les nombres de Reynolds relatifs moyens, examinés ici, s'échelonnent entre 1 et 2000. Dans cette gamme de nombres de Reynolds, l'effet significatif d'une trainée non linéaire peut être observé par comparaison de nos résultats avec ceux obtenus en linéarisant la trainée et en appliquant la théorie de Tchen. Dans le cas tridimensionnel, nous nous sommes intéressés à l'étude des effets d'inertie de la particule et du champ de forces extérieures comme la pesanteur sur les fluctuations de vitesse d'une particule dans un champ d'écoulement tridimensionnel. Par conséquent, l'effet de la composante transversale de trainée a été étudié et il a été montré que la gravité et l'inertie occasionnent une anisotropie dans le mouvement des particules. L’influence d'un gradient de vitesse moyenne du fluide sur les variances des fluctuations de vitesse longitudinale et transversales est examinée en présence ou non d'une force de portance due au cisaillement de l'écoulement. Cette simulation numérique permet une bonne compréhension des effets inertiels sur le comportement de particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent

Titre traduit

Contribution to the study of inertial effects on the behavior of particles suspended in a turbulent gas flow

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