Simulation numérique directe de l'ascension d'une particule avec transferts de chaleur. - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2007

Simulation numérique directe de l'ascension d'une particule avec transferts de chaleur.

Résumé

Le transport de particules possède de nombreux domaines d'application dans le monde industriel tel que : la métallurgie, l'agroalimentaire, l'énergie. Ce phénomène reste encore mal connu d'un point de vue académique. C'est pourquoi, il nous a semblé important d'aborder ce thème. A l'aide de simulations numériques menées à l'échelle d'une particule, nous avons étudié l'hydrodynamique et les transferts thermiques se produisant lors de l'ascension libre d'une particule. Pour cela, nous avons considéré une particule indéformable évoluant dans un fluide Newtonien pour un régime laminaire à des petits nombres de Reynolds (de l'ordre de 10-2 à 10-3). Nous nous sommes placés dans deux configurations différentes pour mener notre étude. Dans les deux cas, pour observer l'écoulement diphasique liquide-solide, nous avons utilisé la simulation numérique directe avec une méthode dite à un fluide. Dans un premier temps, nous avons simulé l'ascension d'une particule ayant une température maintenue fixe progressant dans un fluide possédant une température initiale différente de celle du solide. Afin de valider nos résultats hydrodynamiques, nous avons comparé la vitesse asymptotique que nous avons obtenue numériquement à celle découlant d'une méthode analytique : l'approche de Faxën. En ce qui concerne les transferts thermiques, nous avons comparé le nombre de Nusselt global obtenu numériquement avec celui issu de corrélation pour un écoulement en convection forcée autour d'un cylindre. Après ces confirmations, nous avons entrepris la simulation de l'ascension d'une particule ayant une température évoluant cette fois librement au cours du temps et progressant dans un liquide ayant une température initiale différente de celle du solide. Une discussion sera ensuite menée sur l'influence de la variation de la température au cours du temps sur l'hydrodynamique et les échanges thermiques en s'appuyant sur les résultats obtenus avec la première simulation (température de la particule fixe au cours du temps). Cette étude a été réalisée dans le but d'aborder par la suite un problème plus complexe qui consiste à simuler l'ascension d'une ou plusieurs particules évolutives (avec changement de phase liquide-solide).

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Dates et versions

hal-03361770 , version 1 (01-10-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03361770 , version 1

Citer

Aurélie Maunoury, Cédric Le Bot, Eric Arquis. Simulation numérique directe de l'ascension d'une particule avec transferts de chaleur.. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-03361770⟩
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