Etude numérique de la collecte des aérosols par des gouttes en chute libre

Pour modéliser la capture d'aérosols par une goutte isolée tombant à sa vitesse terminale, une approche eulérienne est utilisée pour simuler les écoulements internes et externes (liquide dans la goutte et air entourant la goutte). Cette approche 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 entièrement modélisée à l'aide des méthodes Volume of Fluid (VOF) et Level Set (Vaudor et al. 2017), ce qui permet de reproduire les phénomènes de déformation et d’oscillation de l’interface. Pour la phase aérosol, la force de traînée et le mouvement brownien sont pris en compte. Nous montrons que cette approche donne des résultats similaires à ceux de la littérature où aucune dynamique d'interface n'est employée. Ceci suggère que la présente méthodologie peut être utilisée pour construire une base de données d’efficacité de collecte des gouttes, dans le cas de gouttelettes oscillantes à un nombre de Reynolds plus élevé que ce qui a déjà été fait dans la littérature.