But : soumettre l’écoulement obtenu précédemment (train de bulles obtenu dans le coaxial) à un obstacle circulaire.

Maillage réalisé

20 770 cellules
Maillage hybride : quadrilatères + triangles
Le demi-cercle symbolisant l'obstacle a un rayon de 1mm et est situé à 30mm de l'injection.
L'injecteur est de dimension similaire à celui de la partie 'Coaxial'.

Remarque sur le maillage : il n'est pas idéal, notamment car dans la direction des X, les mailles avant l'obstacle sont bien plus larges que celles juste au-dessus de l'obstacle, où le maillage a été raffiné. Cela peut être un peu gênant, notamment au niveau du CFL lors de la simulation numérique. Il aurait donc fallu corriger cet aspect-là afin d'essayer d'améliorer les simulations, mais cela n'a pu être fait, faute de temps...

 

En excluant le bloc vertical du maillage comportant l’obstacle sphérique, le maillage a les caractéristiques suivantes :

Direction X

Spacing = 0,1

Ratio = 1

Direction Y

Spacing = 0,04

Ratio = 1

 

 

Conditions aux limites :

Injecteur (3 côtés)

Paroi

Obstacle circulaire (demi-cercle)

Paroi

Entrée Gaz

Velocity Inlet

Entrée Liquide

Velocity Inlet

Sortie

Outflow

Paroi (en haut)

Paroi

Lignes du bas

Axe

 

 

 

 

 

 Condition de la simulation

Elle a été réalisée sous les mêmes conditions que le premier cas décrit dans la partie 'Coaxial'.

Avec un angle de contact de 90° 

Physiquement, ce résultat ne paraît pas très concluant : il semble bizarre que le liquide soit totalement bloqué dans le tube par la bulle au niveau de l'obstacle, là aussi. En outre, si on imagine ce résultat en 3 dimensions, cela signifie que la bulle entourerait l'obstacle circulaire tel une couronne, se séparant ainsi en 2 dès le début de l'obstacle. Il semblerait plus probable qu'en réalité la bulle passe ou d'un côté ou de l'autre de l'obstacle (en considérant une section du tube entier) et le liquide de l'autre.

On peut cependant remarquer que dans les mêmes conditions d'entrée que pour le cas du coaxial, les bulles observées ici paraissent davantage confinées dans le tube : la présence de l'obstacle qui modifie par exemple le champ de pression dans le capillaire permet de générer un écoulement un peu différent.

 

Avec un angle de contact de 120° 

Même si les mêmes questions perdurent à propos du flux de liquide qui semble être bloqué par la bulle, le passage de l’obstacle par celle-ci paraît plus physique : elle n’y reste pas accrochée à la verticale, mais mouille différemment la paroi de l’obstacle sphérique.

Il est donc possible, en changeant la valeur de cet angle de contact, d’obtenir des résultats plus physiques sur certains points.

Bilan

La valeur de l'angle de contact paraît là encore être un paramètre important. Il pourrait être intéressant de changer à nouveau sa valeur et d'étudier l'influence sur l'écoulement et le passage de la bulle à travers l'obstacle.

Il serait également intéressant, comme mentionné plus haut, de réaliser ces simulations avec un maillage un peu différent, en limitant la discontinuité sur l'épaisseur des mailles dans la direction des X. En effet, pour les simulations présentées ici avec l'obstacle circulaire, le critère de courant est devenu, peu après les captures réalisées, subitement supérieur à 250, lorsque la bulle devait quitter l'obstacle. Peut-être ce problème numérique est-il dû au maillage...