La fragmentation secondaire désigne l'éclatement d'une goutte de liquide sous l'effet des forces exercées par le gaz environnant. Dans cette Note, nous proposons une modélisation de ce phénomène pour un brouillard de gouttes en nous appuyant sur le formalisme de la théorie cinétique et en nous servant de corrélations expérimentales (L.-P. Hsiang, G.M. Faeth, Int. J. Multiphase Flow 19 (5) (1993) 721–735 ; R. Maxey, J. Riley, Phys. Fluids 26 (4) (1983) 883–889 ; M. Pilch, C.A. Erdman, Int. J. Multiphase Flow 13 (6) (1987) 741–757) pour déterminer le taux de fragmentation et les caractéristiques des gouttelettes résultantes. Nous effectuons ensuite une étude mathématique de l'équation cinétique obtenue et nous montrons, sous des hypothèses physiquement peu restrictives, un théorème d'existence et d'unicité, ainsi qu'un résultat de comportement en temps long.
In this Note, we first present a model for droplet secondary breakup, in liquid sprays. This model is based on the kinetic theory formalism and uses experimental correlations found in the literature (L.-P. Hsiang, G.M. Faeth, Int. J. Multiphase Flow 19 (5) (1993) 721–735; R. Maxey, J. Riley, Phys. Fluids 26 (4) (1983) 883–889; M. Pilch, C.A. Erdman, Int. J. Multiphase Flow 13 (6) (1987) 741–757) to determine the fragmentation rate and its outcome. We then conduct a mathematical study of the resulting kinetic equation. We prove, under some physically reasonable assumptions, an existence and uniqueness theorem and characterize the long-time behaviour of the solution.
Accepté le :
Publié le :
@article{CRMATH_2003__336_5_447_0, author = {Dufour, Guillaume and Massot, Marc and Villedieu, Philippe}, title = {\'Etude d'un mod\`ele de fragmentation secondaire pour les brouillards de gouttelettes}, journal = {Comptes Rendus. Math\'ematique}, pages = {447--452}, publisher = {Elsevier}, volume = {336}, number = {5}, year = {2003}, doi = {10.1016/S1631-073X(03)00067-0}, language = {fr}, url = {http://archive.numdam.org/articles/10.1016/S1631-073X(03)00067-0/} }
TY - JOUR AU - Dufour, Guillaume AU - Massot, Marc AU - Villedieu, Philippe TI - Étude d'un modèle de fragmentation secondaire pour les brouillards de gouttelettes JO - Comptes Rendus. Mathématique PY - 2003 SP - 447 EP - 452 VL - 336 IS - 5 PB - Elsevier UR - http://archive.numdam.org/articles/10.1016/S1631-073X(03)00067-0/ DO - 10.1016/S1631-073X(03)00067-0 LA - fr ID - CRMATH_2003__336_5_447_0 ER -
%0 Journal Article %A Dufour, Guillaume %A Massot, Marc %A Villedieu, Philippe %T Étude d'un modèle de fragmentation secondaire pour les brouillards de gouttelettes %J Comptes Rendus. Mathématique %D 2003 %P 447-452 %V 336 %N 5 %I Elsevier %U http://archive.numdam.org/articles/10.1016/S1631-073X(03)00067-0/ %R 10.1016/S1631-073X(03)00067-0 %G fr %F CRMATH_2003__336_5_447_0
Dufour, Guillaume; Massot, Marc; Villedieu, Philippe. Étude d'un modèle de fragmentation secondaire pour les brouillards de gouttelettes. Comptes Rendus. Mathématique, Tome 336 (2003) no. 5, pp. 447-452. doi : 10.1016/S1631-073X(03)00067-0. http://archive.numdam.org/articles/10.1016/S1631-073X(03)00067-0/
[1] P. Achim, Simulation de collisions, coalescence et rupture de gouttes par une approche lagrangienne : application aux moteurs à propergol solide, Thèse de Doctorat, Faculté des Sciences de l'Université de Rouen, Septembre 1999
[2] C. Baranger, Collisions, coalescences et fragmentations des gouttelettes dans un spray : écriture précise des équations relatives au modèle TAB, Mémoire de DEA, École Normale Supérieure de Cachan, Juillet 2001
[3] G. Dufour, Un modèle multi-fluide eulerien pour la fragmentation de gouttes dans un brouillard, Mémoire de DEA, Université Paul Sabatier Toulouse III, Juin 2002
[4] Drop properties after secondary breakup, Int. J. Multiphase Flow, Volume 19 (1993) no. 5, pp. 721-735
[5] Counterflow spray diffusion flames of heptane: Computations and experiments, 27th Symp. on Combustion, The Comb. Institute, 1975–1983, 1998
[6] Equation of motion of a small rigid sphere in a non-uniform flow, Phys. Fluids, Volume 26 (1983) no. 4, pp. 883-889
[7] P.J. O'Rourke, A. Amsden, The TAB method for numerical calculation of spray droplet breakup, Tech. Report, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico 87545, 1987
[8] Use of breakup time data and velocity history data to predict the maximum size of stable fragments for acceleration-induced breakup of a liquid drop, Int. J. Multiphase Flow, Volume 13 (1987) no. 6, pp. 741-757
[9] P. Villedieu, J. Hylkema, Modèles numériques Lagrangiens pour la phase dispersée dans les propulseurs à poudre, Rapport Final n°1/3784.00/DTIM ONERA, 2000
[10] Spray combustion and atomization, Phys. Fluids, Volume 1 (1958), pp. 541-555
Cité par Sources :