Un exemple d'interaction fluide-fluide: "essorage" par un jet d'air turbulent d'un film liquide entraîné par une plaque en mouvement

Abstract

Cet article presente une simulation numerique des interactions hydrodynamiques entre une plaque solide en mouvement, un film liquide entraine par cette plaque et un fluide gazeux au repos ou structure en jet plan impactant ce film, dans une hypothese de geometrie cartesienne 2D essentiellement, mais egalement 3D. Cette problematique se rencontre dans des applications procedes materiaux (controle d'epaisseur de depot ou d'etats de surface en siderurgie) ou pour dans les parois protectrices (des vehicules spatiaux en phase de rentree atmospherique ou des reacteurs de fusion nucleaire) et d'une certaine facon dans des problemes de condensation avec balayage par un ecoulement gazeux. Ce probleme allie de nombreuses difficultes physiques et numeriques : traitement des interfaces liquide-gaz et des instabilites qui y prennent naissance, turbulence dans la zone gazeuse et eventuellement dans la zone liquide. Une autre difficulte est inherente aux multiples echelles rencontrees : procede a l'echelle centimetrique-metrique, epaisseur de film a l'echelle millimetrique-micronique, echelles de turbulence variees. Notre travail va tenter de vaincre ces difficultes et de produire des resultats en conditions reelles ... ou du moins au plus pres de celles-ci.