LGC :
Bioréacteur à membranes immergées

Modèles diphasiques

Modèles Euler-Euler

VOF

Le modèle Volume of Fluid est une technique de suivi de surfaces appliquée à un maillage eulérien fixé. Il est principalement utiliser pour traiter des problèmes comme des écoulements stratifiés, des écoulements à surface libre ou des ruptures de barrage. En effet, il traite bien les problèmes interfaciaux. Cependant, il fonctionne avec l'hypothèse que les fluides ne sont pas miscibles, ce qui sous-entend qu'il ne traite pas les transferts à l'interface. Pour mon projet, il ne sera donc pas intéressant à utiliser.

Eulerian

Ce modèle traite les phases séparemment, ajoutant ainsi, une équation supplémentaire pour chaque phase. Il est notamment intéressant lorsqu’il y a des couplages entre les phases (ex : des tranferts de matière). Il sera donc préférable d’utiliser ce modèle pour des problèmes de lits fluidisés, de particules en suspension ou de colonnes à bulles ou tout simplement pour un soucis de précision (en comparaison avec le modèle mixture). Cependant, ce modèle nécessite une fraction volumique de la phase dispersée supérieure à 10-12% pour être utiliser. Il pourra donc être utilisé lors de ce projet sous réserve de vérifier que la fraction volumique soit susamment élevée.

Mixture

Ce modèle est une simplification du modèle précédent. Il ne traite pas les phases séparement, il les regroupe afin de résoudre une seule équation supplémentaire. Le temps de calcul sera donc plus court que celui pour une simulation avec le modèle eulerian. Tout comme le modèle eulerian, il faut veiller à avoir une fraction volumique de la phase dispersée supérieure à 10-12% (ce critère diffère selon les sources). Il peut être utilisé pour des problèmes d’écoulement à bulles, de sédimentation ou les cyclones. Mon projet portant sur un écoulement à bulles, ce modèle pourra être utilisé si la fraction volumique est assez élevée.

Modèle Euler-Lagrange

Discrete phase model

Ce modèle de phase dispersée a comme hypothèse de base la négligence des interactions entres particules (gouttes, bulles ou grains solides) et des effets de la fraction volumique de la phase dispersée sur la phase continue. Cela revient à considérer une faible fraction volumique de la phase dispersée (inférieure à 10 %). Au niveau du calcul, il traite séparemment les deux phases. De plus, grâce à l'approche lagrangienne, ce modèle permet de suivre les particules (il résoud une équation de trajectoire). Par contre, l'usage est plus complexe, l'utilisateur doit lancer le calcul en plusieurs étapes :