[Calcul numérique sur l'effet de paroi et du « backflow » sur la force de Stokes]
Nous présentons des résultats numériques sur la modification de la force de Stokes subie par une sphère se déplaçant à très faible nombre de Reynolds, dans un tube rempli d'un fluide newtonien. Les résultats numériques ont été obtenus par une technique de Boltzmann sur réseau et par une méthode des volumes finis. L'ensemble des résultats complète ceux obtenus expérimentalement par Ambari et al. (J. Fluid Mech. 149 (1984) 235–253). Ils confirment l'existence d'un minimum de la force subie par cette sphère en dehors de l'axe du tube et une forte augmentation quand celle-ci se déplace au voisinage des parois.
We give numerical results on the modification of the drag force Fx exerted on a sphere positioned eccentrically and moving at very low Reynolds number, at constant velocity within and along a cylindrical tube. The numerical results computed by Lattice-Boltzmann method or by finite volume formulation are in good agreement with the experimental results obtained by Ambari et al. (J. Fluid Mech. 149 (1984) 235–253). In particular, they confirm the existence of a minimum of the force Fx away from the axis of the cylinder and a sharp increase when the sphere approaches the sidewall.
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Mot clés : mécanique des fluides, écoulement de Stokes, interactions hydrodynamiques, backflow, suspension
Thierry Godin 1 ; M'hamed Bouzidi 2 ; Pierre Lallemand 2 ; Abdelhak Ambari 1
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Thierry Godin; M'hamed Bouzidi; Pierre Lallemand; Abdelhak Ambari. Numerical calculation of wall effect and ‘backflow’ on the Stokes force. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 12, pp. 837-842. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01539-5. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01539-5/
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[8] Momentum transfer of a Boltzmann-lattice fluid with boundaries, Phys. Fluids, Volume 13 (2001), pp. 3452-3459
[9] FLUENT Version 5.4.8, a commercial CFD code
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