Simulation des grandes échelles du transport des particules solides autour de collines

Résumé

L'objectif de ce travail est l'étude par la simulation des grandes échelles de la dispersion de particules solides en saltation autour de collines ou de dunes. Le champ de vitesse est obtenu par un modèle de simulation des grandes échelles. Des particules solides sont introduites dans l'écoulement et leurs trajectoires sont suivies par un modèle Lagrangien. A la paroi, différents modèles permettent de prendre en compte les phénomènes de rebond et de splash, ainsi que l'envol des particules. L'effet des particules sur le fluide (two-way coupling) est également modélisé. Ces modèles ont été validés dans des cas de couche limite.
Des expériences sur le déeveloppement d'une couche de saltation de particules solides derrière une ou plusieurs collines ont été menées dans une soufflerie du laboratoire. Des particules sont ensemencées en amont de la colline et on s'intéresse au piégage des particules dans les zones de recirculation. L'objectif de nos simulations est dans un premier temps de reproduire numériquement ces expériences, de comparer les profils de concentrations et de déterminer les zones de piégage et de dépot. Dans un deuxième temps, nous souhaitons déterminer les flux d'émission et de dépots de particules dus à la saltation pour estimer l'évolution en temps et la déformation de dunes. En parallèle, des simulations sur la saltation autour d'obstacles carrés sont également effectuées.

Personnels concernés

Huang Gang, doctorant, thèse soutenue décembre 2015
Wu JianZhao, doctorant
C. Le Ribault
I. Vinkovic
S. Simoens

Liste de publications

Huang G., Simoens S., Vinkovic I., Le Ribault C., Dupont S., Bergametti G.,
Law-of-the-wall in a boundary-layer over regularly distributed roughness elements,
Journal of Turbulence, 2016

G. Huang , C. Le Ribault, S. Simoens, I. Vinkovic, J.M. Vignon,
Large eddy simulation of saltation over gassian hills,
ECCOMAS, 5 - 10 JUNE 2016 Crete Island, Greece

C. Le Ribault, J.M. Vignon, S. Simoëns,
LES/Lagrangian modelling for the dispersion of reactive species behind an obstacle in a turbulent boundary layer,
JP Journal of Heat and Mass transfer, vol 9, number 1, pp 21-55, 2014