Local Lubrication Model for Spherical Particles within an Incompressible Navier-Stokes Flow
Modèle local de lubrification pour des écoulements Navier-Stokes incompressible de particles sphériques
Résumé
The problem of the computation of the short-range hydrodynamic forces and torques acting on immersed particles has been addressed in an incompressible Navier-Stokes flow. These so called lubrication effects are essential to the suspension of the particles and are usually poorly captured by direct numerical simulation of particle laden flow. In this paper, we propose a lubrication model for a coupled volume penalization method and discrete element method solver which estimates the unresolved hydrodynamic forces and torques. Corrections are made locally on the surface of the interacting particles without any assumption on the particle global geometry. Experimental validations have been made with promising results using spherical particles.
Les forces de lubrifications jouent un rôle fondamental dans le phénomène de suspension de particules solides dans un fluide visqueux. Ces forces hydrodynamiques de courte distance d’action sont généralement partiellement capturées par la résolution numérique directe des équations de l’écoulement. L’objectif de cet article est de proposer un modèle pour corriger localement les forces et moments de lubrification. Les corrections sont faites directement sur les éléments de surfaces des particules où les effets de lubrification sont sous-estimés, sans hypothèse sur la géométrie globale des particules. Le modèle proposé a été testé sur deux cas expérimentaux dans le cas de particules sphériques.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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