Dispersion de particules solides en mouvement de saltation dans un écoulement turbulent

César Aguirre; Yu Guo; Michel Ayrault

doi:10.1016/j.crme.2004.03.015

Dispersion de particules solides en mouvement de saltation dans un écoulement turbulent

Présenté par : Sébastien Candel

César Aguirre ¹ ; Yu Guo ² ; Michel Ayrault ¹

¹ Laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique, UMR CNRS 5509, École centrale de Lyon, 69131, Ecully cedex, France
² Turbulence Laboratory, Department of Engineering Mechanics, Tsinghua University, Beijing 100084, Chine

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 8, pp. 627-632.

Résumé
Abstract

La dispersion de particules solides en mouvement de saltation est étudiée dans une turbulence homogène et dans une couche limite turbulente. La vitesse du fluide le long de la trajectoire de la particule est estimée à l'aide d'une équation différentielle stochastique continue dans laquelle le temps intégral de corrélation tient compte des effets de gravité et d'inertie. Pour la couche limite, l'entraı̂nement aérodynamique et le rebond des particules sont considérés comme des variables aléatoires de densités de probabilité gaussiennes. Les résultats du modèle, comparés aux résultats expérimentaux montrent que le modèle reproduit correctement la dispersion mais sous-évalue légèrement les fluctuations de vitesse.

The solid particle dispersion in saltating motion is studied in an homogeneous turbulence and in a turbulent boundary layer. The fluid velocity along the particle trajectory is estimated using a continuous stochastic differential equation in which the correlation integral time takes into account gravity and inertia effects. As far as the boundary layer is concerned, the aerodynamic entrainment of particles and the rebound are modelised as random variables with Gaussian probability density functions. Compared with experimental results, the numerical results show good agreement for dispersion, although velocity fluctuations are slightly under evaluated.

Reçu le : 2003-07-02
Accepté le : 2004-03-30
Publié le : 2004-06-01

DOI : 10.1016/j.crme.2004.03.015

Mot clés : Turbulence, Mécanique des fluides, Dispersion de particules, Équation de Langevin, Saltation, Effet d'inertie
Keywords: Turbulence, Fluid mechanics, Particle dispersion, Langevin equation, Saltation, Inertia effect

Affiliations des auteurs :

César Aguirre ¹ ; Yu Guo ² ; Michel Ayrault ¹

¹ Laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique, UMR CNRS 5509, École centrale de Lyon, 69131, Ecully cedex, France
² Turbulence Laboratory, Department of Engineering Mechanics, Tsinghua University, Beijing 100084, Chine

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César Aguirre; Yu Guo; Michel Ayrault. Dispersion de particules solides en mouvement de saltation dans un écoulement turbulent. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 8, pp. 627-632. doi : 10.1016/j.crme.2004.03.015. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2004.03.015/

Bibliographie
Cité par

[1] Y. Zhuang; J.D. Wilson; E.P. Lozowski A trajectory-simulation model for heavy particle motion in turbulent flow, Trans. ASME, Volume 111 (1989), pp. 492-494

[2] B.L. Sawford; F.M. Guess Lagrangian statistical simulation of the turbulent motion of heavy particles, Boundary Layer Meteorology, Volume 54 (1991), pp. 147-166

[3] J. Pozorski; J.P. Minier On the Lagrangian turbulent dispersion models based on the Langevin equation, Int. J. Multiphase Flow, Volume 24 (1998), pp. 913-945

[4] A.M. Reynolds On the formulation of Lagrangian stochastic models for heavy particle trajectories, J. Colloid Interface Sci., Volume 232 (2000), pp. 260-268

[5] Y. Shao The fractional Ornstein–Uhlenbeck process as a representation of homogeneous Eulerian velocity turbulence, Physica D, Volume 83 (1995), pp. 461-477

[6] A.M. Reynolds; J.E. Cohen Stochastic simulation of heavy-particle trajectories in turbulent flows, Phys. Fluids, Volume 14 (2002), pp. 342-351

[7] D.J. Thomson Criteria for the selection of stochastic models of particle trajectories in turbulent flows, J. Fluid Mech., Volume 180 (1987), pp. 529-556

[8] G.T. Csanady Turbulent diffusion of heavy particles in the atmosphere, J. Atmos. Sci., Volume 20 (1963), pp. 201-208

[9] W.H. Snyder; J.L. Lumey Some measurements of particles velocity autocorrelation functions in a turbulent flow, J. Fluid Mech., Volume 48 (1971), pp. 41-71

[10] A. Tanière; B. Oesterlé; J.C. Monnier On the behavior of solid particles in a horizontal boundary layer with turbulence and saltation effects, Exp. Fluids, Volume 23 (1997), pp. 463-471

[11] L.P. Wang; D.E. Stock Dispersion of heavy particles by turbulent motion, J. Atmos. Sci., Volume 50 (1993) no. 13, pp. 1897-1913

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