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Dynamique de bulles traversant l’interface séparant deuxliquides

Published online by Cambridge University Press:  20 July 2011

Romain Bonhomme*
Affiliation:
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) DPAM/SEMIC/LIMSI, Cadarache, BP 3, 13115 Saint-Paul-Lez-Durance, France Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), 1 allée du Pofesseur Camille Soula, 31400 Toulouse, France
Jacques Magnaudet
Affiliation:
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), 1 allée du Pofesseur Camille Soula, 31400 Toulouse, France
Bruno Piar
Affiliation:
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) DPAM/SEMIC/LIMSI, Cadarache, BP 3, 13115 Saint-Paul-Lez-Durance, France
*
a Auteur pour correspondance :[email protected]
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Abstract

Nous étudions expérimentalement et numériquement la dynamique de bulles d’air isoléestraversant l’interface initialement plane entre deux liquides newtoniens. Les liquidesutilisés dans les expériences nous permettent d’obtenir des rapports de viscosité quipeuvent varier de deux ordres de grandeur entre les deux couches et dans une moindremesure, de faire varier le contraste de densité et la tension interfaciale rencontrés parla bulle lors de la traversée de l’interface. Deux dispositifs d’injection différents sontutilisés afin d’obtenir des bulles dont les diamètres s’échelonnent typiquement entre 1 mmet 2 cm et dont les plus grosses adoptent une forme torique. Nous réalisons en parallèledes simulations numériques axisymétriques à l’aide de deux approches distinctes baséespour l’une sur un modèle de capture d’interface (de type VOF mais sans reconstructiond’interface), pour l’autre sur un modèle de Cahn-Hilliard couplé aux équations deNavier-Stokes.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences 2011

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References

Références

Manga, M., Stone, H.A., Low Reynolds number motion of bubbles, drops and rigid spheres through fluid-fluid interfaces, J. Fluid Mech. 287 (1995) 279298 CrossRefGoogle Scholar
Eames, I., Duursma, G., Displacement of horizontal layers by bubbles injected into fluidised beds, Chem. Eng. Sci. 52 (1997) 26972705 CrossRefGoogle Scholar
Bush, J.W.M., Eames, I., Fluid displacement by high Reynolds number bubble motion in a thin gap, Int. J. Multiphase Flow 24 (1998) 411430 CrossRefGoogle Scholar
Kemiha, M., Olmos, E., Fei, W., Poncin, S., Li, H.Z., Passage of a gas bubble through a liquid-liquid interface, Ind. Eng. Chem. Res. 46 (2007) 60996104 CrossRefGoogle Scholar
Dietrich, N., Poncin, S., Pheulpin, S., Li, H.Z., Passage of a bubble through a liquid-liquid interface, AIChE J. 54 (2008) 594600 CrossRefGoogle Scholar
Shopov, P.J., Minev, P.D., The unsteady motion of a bubble or drop towards a liquid-liquid interface, J. Fluid Mech. 235 (1992) 123141 CrossRefGoogle Scholar
J. Cranga, P. Gardin, D. Huin, J. Magnaudet, Influence of surface pressure and slag layer on bubble bursting in degasser systems, Computational Modeling of Materials, Minerals, and Metals Processing, 2001, pp. 105–114
T. Bonometti, Développement d’une méthode de simulation d’écoulements à bulles et à gouttes, Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2005
Boyer, F., Lapuerta, C., Minjeaud, S., Piar, B., Quintard, M., Cahn-Hilliard/Navier-Stokes model for the simulation of three-phase flows, Transp. Porous Media 82 (2010) 463483 CrossRefGoogle Scholar
Bonometti, T., Magnaudet, J., An interface-capturing method for incompressible two-phase flows, Validation and application to bubble dynamics, Int. J. Multiphase Flow 33 (2007) 109133 CrossRefGoogle Scholar
Brackbill, J.U., Kothe, D.B., Zemach, C., A continuum method for modeling surface tension, J. Comput. Phys. 100 (1992) 335354 CrossRefGoogle Scholar
Boyer, F., Lapuerta, C., Study of a three component Cahn-Hilliard flow model, ESAIM: M2AN, 40 (2006) 653687 CrossRefGoogle Scholar