Approche PDF jointe fluide-particule pour la modélisation des écoulements turbulents diphasiques anisothermes

Abstract

Le contexte général de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des écoulements turbulents à phase dispersée anisothermes. Les travaux réalisés portent sur la compréhension et la modélisation statistique des mécanismes de transport de température de particules solides dans un écoulement d'air turbulent. Des simulations numériques directes (DNS) couplées aux calculs de trajectoires, de vitesses et de températures de plusieurs dizaines de milliers de particules par simulations de particules discrètes (DPS) ont été menées pour une configuration académique de turbulence homogène isotrope soumise à un gradient de température moyen. Une base de données de simulations a été réalisée pour différentes types de particules (différentes inerties thermiques et dynamiques). Nous avons proposé un modèle Lagrangien stochastique de la turbulence de température mesurée le long de la trajectoire des particules. Ce modèle est utilisé pour fermer les équations aux moments de la phase dispersée dans le cadre de la modélisation statistique des écoulements diphasiques basée sur la fonction de densité de probabilité (pdf) jointe fluide-particule. En particulier, cette modélisation est appliquée pour notre configuration afin de prédire les flux de chaleur et la variance de température des particules. Les résultats obtenus sont confrontés aux résultats des simulations numériques.