Étude numérique de l'éclatement d'une bulle à la surface de différents liquides
Institution:
Sorbonne universitéDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis is about the numerical studies of bursting bubbles at the surface of liquid. We will work with a large range of bubble radius from bubbles of about a few micrometers to bubbles of a few centimeters for a large range of viscosity. The production of jet drops after the bursting of a bubble depends highly on the size and the viscosity of the liquid our control parameters. We will first set up a numerical simulation able to simulate the bursting of a bubble at the surface of the liquid. We will validate the numerical convergence of our code according to different criteria. In a second time, we will perform a systematique study on the bursting of a bubble. We will first characterize all the jet drops produced by a bursting bubble in order to estimate different quantities that are transferred from the liquid to the air. In a third part, we will analyze the sensitivity of the bursting bubble to some small variation in the initial velocity field. This study will be performed on a large range of the contro
Abstract FR:
Cette thèse traite de l'étude de l'éclatement de bulle à la surface des liquides au moyen de méthodes numériques. Nous travaillerons avec une large gamme de taille de bulle, passant de bulle de quelques micromètres de rayon à quelques centimètres, pour une large gamme de viscosité. La formation de goutte jet suite à l'éclatement d'une bulle est fortement dépendante de la taille et de la viscosité du liquide qui sont nos paramètres de contrôle. Dans un premier temps, nous réaliserons une simulation numérique capable de simuler l'éclatement d'une bulle à la surface des liquides. Nous validerons la convergence numérique de notre simulation selon différents critères. Dans un second temps, nous réaliserons une étude systémique de l'éclatement d'une bulle. Une fois que nous aurons caractérisé l'ensemble des gouttes de jet produites lors de l'éclatement d'une bulle, nous estimerons différentes quantités échangées entre l'air et la phase liquide. Dans une troisième partie, nous analyserons la sensibilité de l'éclatement d'une bulle à de légères variations sur le champ de vitesse initiale. Cette étude sera menée pour un grand nombre de conditions initiales. L'ensemble des résultats ainsi obtenus nous permettra alors de déterminer la quantité de matière éjectée par les gouttes de jet dans le cadre du déferlement d'une vague à la surface de l'océan. Enfin, dans un dernier temps nous irons observer plus en détail l'impact des perturbations initiales sur la production des gouttes. Nous montrerons que les paramètres de contrôle vont impacter la sensibilité des simulations aux conditions initiales.