Étude numérique de la collecte de particules d'aérosol par des gouttes en chute

Pour modéliser la capture d'aérosols par une goutte isolée en chute à sa vitesse terminale, une approche eulérienne pour simuler les flux internes et externes (phase gazeuse : air entourant la goutte, phase liquide : la goutte d’eau) est couplée à une approche lagrangienne pour simuler le transport de la phase dispersée (aérosol). Les écoulements sont simulés par Simulation numérique directe (DNS), en résolvant numériquement les équations incompressibles de Navier-Stokes. La dynamique de l'interface liquide/gaz est modélisée à l'aide des méthodes Volume of Fluid (VOF) et Level Set (Vaudor et al. 2017). Le transport des aérosols est simulé en appliquant la deuxième loi de Newton pour calculer leurs trajectoires, en prenant en compte la force de traînée et le mouvement brownien. Nous montrons que cette approche donne des résultats similaires à ceux de la littérature où aucune dynamique d'interface n'est employée. Cela suggère que la présente méthodologie peut être utilisée pour construire une base de données sur l'efficacité de collecte dans le cas de gouttes oscillantes à un nombre de Reynolds plus élevé.