A bubble size distribution model for the numerical simulation of bubbly flows

Titre du congrès :International Conference on Multiphase Flow (ICMF) Ville du congrès :Leipzig Date du congrès :09/07/2007

Ce papier concerne la modélisation de la polydispersion en taille d'une population de bulles au sein d'un écoulement diphasique. Nous étudions la capacité de la méthode des moments à représenter la distribution en taille de la population dans un code de CFD multidimensionnel basé sur le modèle à deux fluides. La fermeture du modèle est plus particulièrement considérée, notamment en ce qui concerne l'influence de la polydispersion sur (i) les phénomènes de coalescence et fragmentation et (ii) les échanges de quantité de mouvement entre phases relatifs au forces de traînée et de portance. La formulation proposée constitue un premier essai de faisabilité et permet de décrire un spectre continu de tailles à l'aide d'un nombre très réduit de variables. Cette propriété confère à la méthode un avantage majeur en comparaison d'autres méthodes telles les bilans de population. Nous avons déterminé le système d'équations principales ainsi que sa fermeture dans le cadre des écoulements adiabatiques à bulles d'un gaz incompressible et non-miscibles dans sa phase porteuse. Les écoulements à bulles eau-air, au sein d'un tube vertical contenant un obstacle, de la base de données TOPFLOW (réalisés par FZD) sont utilisés comme cas tests de simulation. Les résultats numériques obtenus avec le code NEPTUNE_CFD montrent la validité de la démarche proposée. Nous présentons les perspectives de travail concernant la validation du modèle et ses futurs développements permettant d'envisager l'extension de son domaine de validité.