Résultats des simulations

 

Nous avons effectué les mêmes calculs que précédemment avec cette manière d’identifier les espèces et nous avons obtenu les résultats suivants :

Ce que nous pouvons constater au premier abord est que pour le cas des gouttes posées, on retrouve un « voile » entre les deux gouttes qui sépare les deux espèces. Ce résultat nous surprend parce que nous ne pouvons pas constater un mélange des espèces lors de la coalescence.

En regardant de plus près, le champ de vitesses dans le point où la coalescence prend lieu a une composante horizontale nulle. De chaque côté du « voile », les espèces se dirigent vers cette limite et remontent le long de celle-là ; ce qui engendre un champ de vitesse ascendant le long du « voile ».

On aurait pu croire que l’absence du mélange lors de nos simulations aurait été une erreur de calcul. Mais en comparant avec les expériences effectuées dans le centre CEA de Marcoule, nous nous rendîmes compte qu’expérimentalement nous pouvons aussi retrouver le « voile » qui sépare les deux espèces. Ceci est donc rassurant pour nos simulations numériques et donc pour la validation des autres calculs.

Nous effectuons alors les calculs correspondants aux gouttes suspendues pour des angles de contact avec la paroi de 60° et 120°. Et de même que pour les cas des gouttes posées, nous retrouvons un « voile » horizontal qui sépare les deux espèces lors de la coalescence.

Finalement, nous effectuons le calcul avec le traçage des gouttes pour le cas de la goutte en chute libre sur une autre posée en équilibre. Les gouttes entrent en contact et forment donc le pont entre les deux qui va grandir au fur et à mesure du temps. D’autre part, la vitesse en chute libre collisionne l’autre goutte avec une vitesse verticale non nulle. Cette action fait un transfert d’énergie cinétique de la petite à la grosse goutte, et qui à son tour créera un courant à l’intérieur de la goutte et qui fera rentrer la petite goutte dans la plus grande.

Ceci a pour effet d’augmenter la surface de contact entre les deux espèces. Lors d’une réaction entre les deux espèces qui produisent un précipité, une grande surface de contact entre les deux espèces est recherché afin d’augmenter le rendement de la réaction.