Local Lubrication Model for Spherical Particles within an Incompressible Navier-Stokes Flow - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2018

Local Lubrication Model for Spherical Particles within an Incompressible Navier-Stokes Flow

Modèle local de lubrification pour des écoulements Navier-Stokes incompressible de particles sphériques

Abstract

The lubrication effects are short-range hydrodynamic interactions essential to the suspension of the particles, and are usually underestimated by direct numerical simulations of particle laden flows. In this paper, we propose a lubrication model for a coupled volume penalization method and discrete element method solver which estimates the unresolved hydrodynamic forces and torques in an incompressible Navier-Stokes flow. Corrections are made locally on the surface of the interacting particles without any assumption on the global particle shape. The numerical model has been validated against experimental data and is shown to perform as well as existing numerical models that are limited to spherical particles.
Les forces de lubrifications jouent un rôle fondamental dans le phénomène de suspension de particules solides dans un fluide visqueux. Ces forces hydrodynamiques de courte distance d’action sont généralement partiellement capturées par la résolution numérique directe des équations de l’écoulement. L’objectif de cet article est de proposer un modèle pour corriger localement les forces et moments de lubrification. Les corrections sont faites directement sur les éléments de surfaces des particules où les effets de lubrification sont sous-estimés, sans hypothèse sur la géométrie globale des particules. Le modèle proposé a été testé sur deux cas expérimentaux dans le cas de particules sphériques.
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Dates and versions

hal-01585066 , version 1 (11-09-2017)
hal-01585066 , version 2 (16-01-2018)
hal-01585066 , version 3 (20-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01585066 , version 3

Cite

Baptiste Lambert, Lisl Weynans, Michel Bergmann. Local Lubrication Model for Spherical Particles within an Incompressible Navier-Stokes Flow. [Research Report] RR-9093, INRIA Bordeaux, équipe MEMPHIS; Université Bordeaux. 2018, pp.1-34. ⟨hal-01585066v3⟩
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