Combustion diphasique Atomisation et filming 25–140 Wide range of aircraft and industrial gas turbines Effervescent ... G.oisd on (2006) Etude de l’atomisation d’un jet li uide

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    30-Apr-2018

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  • 1

    Combustion diphasique

    Atomisation et sprays

    Julien Jouanguy

    Luis Le Moyne

  • 2

    Les sprays et leurs applications

    Mdical

    IncendiesSpatial

    Agriculture

  • 3

    Les sprays et leurs applications

    Refroidissement

    Traitement de surface

    Combustion

  • 4

    Les sprays et la combustion

    Automobile

    Aronautique

    Spatial

    Energie

  • 5

    Les sprays et la combustion

    Des coulements complexes.

    Jet doxygne et jet dhydrogne 1MPa Gicquel,P. Vingert, L., Lecourt, R. & Barat, M. 2001, Etude exprimentale des sprays cryotechniques dans des conditions sub et supercritiques, GDR combustion dans les moteurs de fuse

    A. Fath, K. Mnch and A. Leipertz Spray Break-up Process ofDiesel Fuel Investigated Close to the Nozzle, ICLASS97,Soul, Core, p. 513-520, 1997.

    Visualisation des structures internes dun jet diesel

  • 6

    Les sprays et la combustion

    Pourquoi ?

    Stockage->combustible liquide

    Comment ?

    le passage des gouttes diminue le temps dvaporation et concentre la zone ractive

    Pb. dchelle : ~10ms, ~5cm, ~10mg

    Prparation du mlange

  • 7

    Rservoir

    Pompe

    (+ Filtre)

    Rgulateur de

    pression

    Mise en forme

    (Pulvrisation, pr-

    Vaporisation)

    Introduction

    Atmosphreou Rservoir

    Pompe(+Filtre)

    Rgulateur

    Mise

    temprature

    Mlange

    Combustion

    Echappement

    Recirculation

    Dilution

    Dpollution

    Admission

    directe

    Admission

    Indirecte

  • 8

    Les sprays et la combustion

    Structure du spray exemple de latomisation haute pression

    fuel liquide

    coulement de gaz

    Cur liquide

    Fragments de liquide

    Front de vapeur

    Mlange

    Flamme turbulente

  • 9

    Les sprays et la combustion

    Structure du spray exemple de latomisation assist par air

    H2 gazeux

    H2 gazeux

    O2 liquide

    coulement de gazCur liquide

    Fragments de liquide

    Front de vapeur

    MlangeFlamme turbulente

  • 10

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Rompre le continuum liquide

    Viscosit et tension superficielle

    ! Temprature

  • 11

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Cavitation

    Loc Ms , LMFA

  • 12

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Influence de la cavitation dans linjecteur sur latomisation primaire

    Cavitation : formation de poche de vapeur dans le liquide

    Injecteur cavitant Injecteur non cavitant

    P

    PPN

    satinj

    Nombre de cavitation :

    Pinj : pression dinjectionPsat : pression de vapeur saturanteP : diffrence de pression amont et aval

    R. Marcer, P. Le Cottier, H. Chaves, B. Argueyreolles, C. Habchi et B. Barbeau A validated Numerical Simulation of Diesel Injector Flow Using a VOF Method, SAE Technical Paper series N 2000-01-2932, 2000.

  • 13

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    InstabilitsRayleigh (capillaire)instable (a) :1/R2>> 1/R1, stable (b) 1/R1>>1/R2 en A

    Le liquide est vacu de la zone de dformation, diminuant la section de la zone de dformation et entranant ainsi une rduction supplmentaire du rayon de courbure. Les effets se conjuguent et samplifient mutuellement jusqu entraner la rupture.

    Rayleigh-Taylorinstabilit de linterface sparant deux fluides de

    densits diffrentes, qui rsulte de la pousse du fluide le plus lourd sur le fluide le plus lger

    Kelvin-Helmoltzmouvement ondulatoire qui se forme lorsque deux

    fluides thermiquement stables sont superposs et se dplacent des vitesses diffrentes leur surface de contact

    21

    11

    RRp

  • 14

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Atomisation assiste par air : dstabilisation dun jet liquide par un courant gazeux Dg=8mm, ug=35m/s, ul=0.6m/s

    Ligamentation : formation de ligament aboutissant la fragmentation du liquide

    Comptition entre frottements arodynamiques et tension de

    surface

    LueR

    5,01 .Re WeOh

    u : chelle de vitesseL : chelle de longueurr : chelle de rayon : tension de surface : masse volumique

    ruWe

    2

    E. Villermaux - Unifying ideas on mixing and atomization. New J. Phys.6(2004)125

  • 15

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Ligaments Fragmentation

    Cisaillement liquide/gaz ->

    instabilit Kelvin-Helmoltz ->

    ondes axysimtriques amplifies ->

    instabilit Rayleigh-Taylor transverse ->

    ligaments->

    instabilit capillaire ->

    rupture+coalescenceE. Villermaux - Unifying ideas on mixing and atomization. New J. Phys.6(2004)125

  • 16

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Instabilit primaire de type Kelvin-Helmholtz

    Thse de Raynal, 1997Thse de Marmottant, 2001

    Instabilit secondaire de type Rayleigh-Taylor

    Thse de Hong, 2003Thse de Varga, 2003Thse de Ben Rayanna, 2007

    Rupture de ligaments, large spectre de tailles de 100m 1cm dans chaque volume de contrle

    Instabilits primaire et secondaire

    Formation de gouttes Atomisation secondaire

    Instabilits et ondes de surface : mcanisme dans le cadre de latomisation assiste par air

  • 17

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Instabilit capillaire : instabilits lie la tension de surface

    Classification des rgimes en fonction de la vitesse du liquide

    Influence sur la longueur de rupture LBU

    A : RuissellementB : Rgime de RayleighC : Rgime first wind-induced D : Rgime second wind-induced E : Rgime datomisation

    ul

    C. Dumouchel (2008) On the experimental investigation on primary atomization of liquid streams. Exp. Fluids

    Leroux S, Dumouchel C, Ledoux M (1996) The stability curve ofNewtonian liquid jets. At Sprays 6:623647

  • 18

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Atomisation secondaire

    D. R. Guildenbecher, C. Lopez-Rivera,P. E. Sojka-Secondary atomization-Exp Fluids (2009) 46:37140

    chelle typique base sur le nombre de Weber critique Wec

    2u

    Wed

    g

    cc

    - Exprimentalement Wec ~ 6- u2 est lchelle dnergie cintique

    Diffrence de vitesse goutte / gaz

    Turbulence gaz

  • 19

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Atomisation secondaire

    Hsiang LP,Faeth GM (1995) Drop deformation and breakup due to shock wave and steady disturbances. International Journal of Muliphase Flow, vol 21(4):545560

  • 20

    Mcanismes de pulvrisation/atomisation

    Atomisation secondaire : collisions entre gouttelettes

    We = 23, = 1, = 0.05 We = 40, = 1, = 0 We = 96, = 1, = 0

    We = 10, = 1, = 0.5 We = 10, = 1, = 0.7

    Fragmentations

    Coalescence

    Nombre de Weber WeRapport de taille

    Mcanisme important dans la zone datomisation primaire o on a une forte densit de gouttelettes

    Paramtre dimpact

    21 rr

    xX

    x

    urelAshgriz N. , Poo J.Y. , 1990 : coalescence and separation in binary collisions of liquid drops. J. Fluid Mech. 221 , 183-204

  • 21

    Atomiseurs

    Method Droplet

    Size (mm)

    Application

    Pressure

    Atomization

    Plain- Orifice 25250 Diesel engines, Jet engine afterburners, Ramjets

    Simplex 20200 Gas turbines, Industrial furnaces

    Duplex 20200 Gas turbine combustors

    Dual- Orifice 20200 A variety of aircraft and industrial gas turbines

    Spill

    Return

    20200 A variety of combustors, Good potential for slurries and fuels of low thermal stability

    Fan

    Spray

    1001000 High- pressure painting/coat ing, Annular combustors

    Rotary

    Atomization

    Spinning

    Disk

    10200 Spray drying. Aerial distribution of pesticides. Chemical processing

    Rotary

    Cup

    10320 Spray drying. Spray cooling

    Two-Fluid Atomization

    Air-Assist

    Internal

    Mixing

    50500 Industrial furnaces. Industrial gas turbines

    External

    Mixing

    20140 Industrial furnaces. Industrial gas turbines

    Two-Fluid

    Atomization Air-Blast

    Plain-Jet 15130 Industrial gas turbines

    Pre- filming 25140 Wide range of aircraft and industrial gas turbines

    Effervescent

    Atomization

    20340 Combustion

    Electrostatic

    Atomization

    0.11000 Paint spraying, Printing, Oil burner

    Ultrasonic

    Atomization

    1200 Medical spray. Humidi- fication.Spray drying. Acid etching.Printing circuit. Combustion

    Whistle

    Atomization

    ~50 Atomization of liquid metals

    for powder production

  • 22

    Atomisateurs & Pulvriateurs

    Pressure Jet Atomization

    Pressure-Swirl Atomization

    Two-Fluid Atomization

    Fan Spray Atomization

    Rotary Atomization

    Effervescent Atomization

    Electrostatic Atomization

    Vibration Atomization

    Whistle Atomization

    Injecteurs classiques

    Injecteurs assists-air

    Pulvrisateurs industriels (peinture..)

    Injecteurs pr-mlange

  • 23

    Atomiseurs

    Technologie

  • 24

    Atomiseurs

    Technologie

  • 25

    Atomiseurs

    Technologie

  • 26

    Atomiseurs

    Technologie

  • 27

    Atomiseurs

    Technologie

  • 28

    Atomiseurs

    Technologie

  • 29

    Paramtres dinfluence

    Pression dinjection

    Gomtrie buse

    Densits

    Arodynamique

    Temprature

    Caractristiques liquide

  • 30

    Paramtres dinfluence

    Influence de la pression dinjection

    Pi100bar

    P atm

    Pi40bar

    P atm

    Heywood, I.C.E fundamentals

    C. Stan, GDI

  • 31

    Paramtres dinfluence

    Influence des caractristiques du liquide

    Thse de S. Grout 2009 encadre par C. Dumouchel Analyse multi-chelle des processus datomisation et des sprays Application aux injecteurs triple disque Heywood, I.C.E fundamentals

  • 32

    Influence du swirl

    Paramtres dinfluence

    C. Stan, GDI

  • 33

    Paramtres dinfluence

    Influence de la Temprature

    Images de spray avec des rapports N2/liquide r=5

    T : Superheat temperatureK : nombre de cavitation

    T. Gemci a, K. Yakut a, N. Chigier a,*, T.C. Ho (2004) Experimental study of flash atomization of binary hydrocarbon liquids. J. At. Sprays

  • 34

    Paramtres dinfluence

    Influence de lAerodynamique

    Classification avec le paramtre M

    2

    2

    ll

    gg

    u

    uM

    Farag, Z. & Chigier, N. 1992 Morphological classication of disintegration of round liquid jets in a coaxial air stream. Atom. and Sprays 2, 137153.

  • 35

    Paramtres dinfluence

    Influence du paramtre M sur la longueur de rupture

    M = 2,5 M = 10 M = 40

    Corrlations bases sur ce paramtres

    Lasheras, J., Villermaux, E. & Hopfinger, E. 1998 Breakup and atomisation of a round water jet by a high-speed annular jet. J. Fluid Mech. 357,351379.

  • 36

    Paramtres dinfluence

    Influence de lacoustique

    Rel = 3715We = 1,3

    Pac = 2448 Pa

    a : sans acoustique

    b : avec une onde acoustique transverse

    damplitude de pression acoustique Pac

    G.Boisdron (2006) Etude de latomisation dun jet liquide assist par air soumis une onde acoustique stationnaire transverse haute frquence. Thse de doctorat

  • 37

    Caractrisation des sprays

    Angle, pntration, longueur liquide,

  • 38

  • 39Pressure-Swirl Atomization in the Near Field

    David P. Schmidt, Idriss Nouar, P. K. Senecal, Jeff Hoffman, C. J. Rutland, J. Martin, R. D. Reitz

  • 40

    Caractrisation des sprays

    Distributions de tailles

    Normale

    Log-normale

    Nukiyama-Tanasawa

    Rosin-Rammler

    X2

  • 41

    Caractrisation des sprays

    Diamtres moyens

  • 42

  • 43

    Caractrisation des sprays

    Diamtres moyens

  • 44

    Interactions des sprays

    Air/Spray

  • 45

    Vitesses Spray & air

    Injecteur Swirl

    Pression Inj. 80bar

    Pression atm. 5bar

    500s ASI

    ( mm, vitesses en m/s)

  • 46

    Vitesses Spray & air

    Injecteur Swirl

    Pression Inj. 120bar

    Pression atm. 10bar

    500s ASI

    ( mm, vitesses en m/s)

  • 47

    2zz

    1zz

    air dlr2nz,rUzm

  • 48

    Dbits air entrants dans le spray

    5 bar 10 bar

    80 bar

    120 bar

    Spray tip penetration z in mm

  • 49

    Interactions des sprays

    Air/Spray

    Cossali G. E., An integral model for gas entrainment into full cone sprays. J. Fluid Mech., Vol.439 : 353-366, 2001

    B. Prosperi, J. Helie, R. Bazile - FPIV Study of Density Effect on Air Entrainment In Gasoline Dense Sprays 13th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, Portugal, 26-29 June, 2006

  • 50

    Interactions des sprays

    Parois/SprayHeptane 148c

  • 51

    Interactions des sprays

    Parois/SprayHeptane 370c

  • 52

    Weber

    number

    Wall

    Temperature

    Heating

    parameter Impingement regime Droplet classes

    low spreading 1 2 3 4

    Low (~1) High (T>Tleid) rebound 0-100 m 100-200m

    200-

    450m

    450-

    0,9m

    Intense splash

    Heating

    parameter

    Lv

    TdTwCpB

    Ejection angle 45 Weber

    impact 920

    2

    dvWe

    l

    Diameter

    distribution

    Reynolds

    impact 12884Re

    Class 1 50% number 5% mass Bond

    number 33.04

    2

    gdBo

    Class 2 40 % number 20% mass Ohnesorge 00235,0Re

    WeOh

    Class 3 10% number 75% mass

    370C B=2,22

    Class 4 none

    Splash

    Ejection angle 10

    Diameter

    distribution

    Class 1 none

    Class 2 30 % number 0% mass

    Class 3 some

    148C B=0,8

    Class 4 70 % number 100% mass

    Spreading

    high

    70C B=0,29

    All mass deposited

  • 53

    Variabilit des sprays

    Fabrication

    Perage (laser)

    Electro discharge machining (EDM)

    Usure encrassement

    Instationnarit

  • 54

    Variabilit des sprays

    Fabrication

    Perage traditionnel et laser

  • 55

    Variabilit des sprays

    Fabrication

    Electro discharge machining

    (EDM)

    Hao Tonga et al., Mechanism design and process control of micro EDM for drilling spray holes of diesel injector nozzles, Precision Engineering Volume 37, Issue 1, January 2013, Pages 213221

  • 56

    Variabilit des sprays

    Alessandro Montanaro and Luigi Allocca, Impact of the Nozzle Coking on Spray Formation for Diesel Injectors, SAE 2013-01-2546

    DI-Diesel Engine - Injection Nozzle Coking FEV 2009

    Usure encrassement

  • 57

    Variabilit des sprays

    Instationnarit

    Motoyuki Abe et al. - Quick Response Fuel Injector for Direct-Injection Gasoline Engines - J. Eng. Gas Turbines Power 134(6), 062803 (Apr 12, 2012)

  • 58

    t0

    400s

    U0~100m/s

    Re~1,8.104

    We~7.104

    l/g~570

    2.5mm

  • 59

    80s

    U0~34m/s

    Re~4,5.103

    We~8,5.103

    l/g~570

  • 60

    U0~90m/s

    Re~3,3.104

    We~9.104

    l/g~570

    400s

  • 61

    250s U0~40m/s

    Re~7,4.103

    We~2.104

    l/g~570

  • 62

  • 63

  • 64

  • 65

    Evaporation de gouttes (isoles)

    Strotos, Gavaises, Theodorakakos, Bergeles, nfluence of species concentration on the evaporation of suspended multicomponent droplets, ILASS 2008

  • 66

    Modlisation

    Problme dchelle

    Gouttes ~ 10-6m

    Chambre ~ 10-1m

  • 67

    Modlisation

    Principes

    Corrlations

    Taille, angle, pntration

    Modles mcanistiques

    Cavitation, instabilits, elsa, TAB, etc.

    Modles statistiques

    Cascades de rupture, PBE, etc.

    Modle Simulation numrique

    F Dos Santos, L Le Moyne (2011) Spray Atomization Models in Engine Applications, from Correlations to Direct Numerical Simulations Oil & Gas Science and Technology , Vol. 66 (2011), No. 5, pp. 801-822

  • 68

    Modlisation

    Corrlations Rupture de jet

  • 69

    Modlisation

    Corrlations

    Rupture de cne

  • 70

    Modlisation

    Corrlations

    Assistance air

  • 71

    Modlisation

    Corrlations - angle

  • 72

    Modlisation

    Corrlations - pntrationModel Correlation Reference

    Wakuri

    0.50.25

    0.25

    tan1.189

    td

    PC=So

    g

    a (Wakuri et al. 1960)

    Dent 0.25

    0.5

    0.25

    2943.07

    g

    o

    g Ttd

    P=S (Dent 1971)

    Hiroyasu

    b

    l

    t

  • 73

    Modlisation

    Transport (Lagrangien)dm

    dt

    dm u

    dtF m g

    dm T

    dt CpL

    g

    gm

    g g

    g g

    g g

    g

    mg gm g

    1( )

  • 74

    Modlisation

    Transport (Eulerien)

    ( )( )( ) ( )( )

    kk lk kk

    lj lj

    s

    j lj l

    dedrff

    u f a ff dtdtf

    t x u r e

    , , , , , , , ,...f x y z u v w r e n fdV

    .

    3

    14

    3

    iD a a i lili i

    l ll

    F du dua g

    dt dtr

    ( )

    ( )34

    3

    k

    l ls k

    ll

    de m q Be e

    dt mr

    l liquid, s surface, a air, ui velocity components,

    xi spatial coordinates, r radius, e energy, gi volume forces,

    m evaporated mass flow rate, q conductive heat flux,

    B energy flux, the liquid volume fraction, density.

    dV=dx.dy.dz.du.dv.dw.dz.dr.de.

    Sirignano W.A. Fluid dynamics and transport of droplets and sprays Cambridge university press ISBN052163036, 1999, p.158

  • 75

    01

    i

    i rvrrz

    u

    r

    ur

    rrz

    u

    z

    p

    r

    uv

    z

    uru

    t

    u iii

    i

    i

    ii

    ii

    i 11)(2

    2

    r

    vr

    rrz

    v

    r

    p

    z

    vru

    t

    v iii

    i

    i

    ii

    i 11)(2

    2

    u

    v

    1

    2

    z

    r

    Equations N-S en coordonnes

    cylindriques pour deux milieux (1 et 2)

    Wave

  • 76

    zu

    tv ii

    z

    v

    r

    u

    1122

    22

    2

    111 2 p

    za

    az

    up

    m

    z

    u

    v

  • 77

    Rayleigh

    Wave

    R. D. Reitz, \Modelling atomization processes in high pressure vaporizing sprays, Atomisation and Spray Technology, vol. 3, pp. 309{337, 1987

  • 78

    Wave

  • 79

    LISA

    Equations N-S en coordonnes cylindriques

    pour une nappe conique dpaisseur

    variable

  • 80

    Linarisation :

    P. K. Senecal, D. P. Schmidt, I. Nouar, C. J. Rutland, and R. D. Reitz. Modeling High Speed Viscous Liquid Sheet Atomization. International Journal of Multiphase Flow, in pres

    D. P. Schmidt, I. Nouar, P. K. Senecal, C. J. Rutland, J. K. Martin, and R. D. Reitz. Pressure-Swirl Atomization in the Near Field. SAE Paper 01-0496, SAE, 1999

  • 81

  • 82

    Modlisation

    Modle eulerienEquation de transport pour laire moyenne de linterface

    luiquide/gaz par unit de volume

    r

    Vallet A., Burluka A.A., Borghi R., 2001, Development of an Eulerian model for the atomization of a liquid jet, Atomization and Sprays, 2001, 11 (6), 619-642

    2s

    iia

    i i

    Dxu

    A a Vt x x

    ( = diffusion + production destruction )

    2

    1g c c

    c

    r uWe

  • 83

    Modlisation

    Modle probabiliste

    chelle de longueur r

    r r Avec 0

  • 84

    Modlisation

    r

    quation de type Langevin

    Forme exacte aux temps longs

    Deux paramtres

    quation de type Fokker-Planck

    0

    *ln.lnr

    rconst

    0

    *

    2

    lnln

    ln

    r

    r

    2ln

    2

    1ln

    ,r

    rr

    rr

    rt

    trf

    trt

    r

    2

    lnln

    2

    Modle probabiliste

    Fonction de distribution des fragments Phase datomisation secondaire

    Position de linterface liquide/gazPhase datomisation primaire

    r* = chelle de longueur typique aprs fragmentationr0 = chelle de longueur typique aprs fragmentation

    M. Gorokhovski, J.Jouanguy, A.Chtab (2009) Stochastic model of the near-to-injector spray formation assisted by high-speed coaxial gas jet Fluid dynamics research 41 (3), 035509

  • 85

    Modlisation

    Couplage LES pour latomisation assite par air

    Atomisation primaire

    Equation de Langevin r* = RTr0 = KH

    Cur liquide &Probabilit de prsence de

    liquide non fragment

    ug = 180 m/s, ul = 2.03 m/s

    Simulation

    Exprience

    Injection de gouttes et suivi Lagrangien

    Atomisation secondaire

    Equation de Fokker-Planck

    Fragmentations ou coalescences lies aux

    collisions

    Modle probabiliste Application latomisation assiste par airM. Gorokhovski, J.Jouanguy, A.Chtab (2009) Stochastic model of the near-to-injector spray formation assisted by high-speed coaxial gas jet Fluid dynamics research 41 (3), 035509

  • 86

    Modlisation

    Modle probabiliste Application latomisation assiste par air

    0 1 2 3x/D

    g

    -0.7

    -0.6

    -0.5

    -0.4

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    y/D

    g

    0 1 2 3x/D

    g

    -0.7

    -0.6

    -0.5

    -0.4

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    y/D

    g

    0 1 2 3x/D

    g

    -0.7

    -0.6

    -0.5

    -0.4

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    y/D

    g

    0 1 2 3x/D

    g

    -0.7

    -0.6

    -0.5

    -0.4

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    y/D

    g

    ug = 140 m/sul = 0.33 m/s

    ug = 140 m/sul = 2.8 m/s

    Augmentation de la taille des gouttes et de la longueur du cur liquide en fonction de la vitesse du liquide vitesse de gaz constante

    M. Gorokhovski, J.Jouanguy, A.Chtab (2009) Stochastic model of the near-to-injector spray formation assisted by high-speed coaxial gas jet Fluid dynamics research 41 (3), 035509

  • 87

    Simulation numrique

    Simulation numrique directe : mthodes de suivi dinterface

    Mthode Level-set

    Mthode VOF (Volume of fluid)

    Fonction level-set (x) dfinie telle que linterface soit le lieux o est nulle dans une rgion

    Fonction convecte par le champ de vitesse

    Variation de la fraction volumique de liquide F en fonction des

    flux de liquide entrant et sortant de la maille

    Variation de F entre deux pas de temps :

    OSHER (S.) et FEDKIW (R.P.). Level setmethods : An overview and some recent results.Journal of Computational Physics,vol. 169, Issue 2, p. 463-502, mai 2001.

    HIRT (C.W.) et NICHOLS (B.D.). Volume offluid (VOF) method for the dynamics of freeboundaries. J. Comput. Phys., vol. 39, p. 201.

  • 88

    Simulation numrique

    Simulation numrique directe : mthode Level Set

    Approche Eulrienne reposant sur la rsolution dune quation de transport de la fonction Level set

    Fonction continue : distance linterface

    Exprimentations numriques sur le spray

    Zoom sur une portion du spray

    Cur liquide Gouttes

    Mnard T., Tanguy S.,Berlemont A. Coupling Level Set / VOF / Ghost fluid methods :Validation and application to 3D simulation of jet primary break-up Int. J. Multiphase Flows 33, 5, 510524, 2007

  • 89

    Simulation numrique

    Simulation numrique directe : mthode VOF (Volume Of Fluid)

    Approche Eulrienne reposant sur la rsolution dune quation de transport de la fraction de liquide

    Exprimentations numriques sur le

    spray

    Ncessit dune grande puissance de calcul pour la DNS

    FUSTER (D.), BAGUE (A.), BOECK (T.), LE MOYNE (L.), LEBOISSETIER (A.), POPINET(S.), RAY (P.), SCARDOVELLI (R.) et ZALESKI (S.). Simulation of primary atomizationwith an octree adaptive mesh refinement and VOF method. International Journal of Multiphase Flow, vol. 35, Issue 6, p. 550-565, juin 2009.

    Vincent Le Chenadec, Heinz Pitsch (2013) A 3D Unsplit Forward/Backward Volume-of-Fluid Approach and Coupling to the Level Set Method . Journal of Computational Physics.

  • 90

    Simulation numrique

    Simulation numrique directe : mthode VOF (Volume Of Fluid)

  • 91

    Simulation numrique

    Simulation numrique directe : mthode VOF (Volume Of Fluid)

  • 92

    Simulation numrique

    Simulation des grandes chelles

    Labourasse et al. 2007Vincent et al. 2008

    Approches Eulriennes

    Filtrage a prioriNcessit de construire des modles

    de sous maille spcifiques au voisinage de linterface liquide/gaz

    Approches Lagrangiennes

    M. Gorokhovski et al. 2009D. Kim & P. Moin 2011

    Formation de gouttes en sous-maille suivies de

    faon Lagrangienne

    Simulation LES de la zone datomisation primaire assiste par air

  • 93

    Conclusion

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