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Exemple de jet liquide cisaillé avec le code Yales2

Exemple de calcul réalisé au laboratoire dans l’équipe MOST par Nicolas Odier sur un jet liquide cisaillé. C’est une configuration que l’on retrouve par exemple dans les moteurs de fusée. L’objectif est de prédire à terme la granulométrie finale des gouttes en fonction des conditions amont d’injection.

Tous les calculs sont en 3D et ont été réalisé sur le code Yales2 développer principalement au laboratoire universitaire CORIA à Rouen. Le suivi de l’interface est fait par la méthode des surfaces de niveau (Level Set Method).

Jet liquide cisaillé par un gaz rapide

Le rapport de densité entre le jet et le gaz est de 5 (un rapport de densité élevé pose des problèmes numériques mais fonctionne jusqu’à 1000)
et le problème traité comporte 25,8 millions de mailles (tétraédriques).
Ces résultats ont été lancé sur la machine Babel de IDRIS et représentent chacun plusieurs jours de calcul (de 4 à 8 jours selon les configurations) sur 1024 cœurs.

  • Contour de Level Set (interface liquide - gaz)

  • Contour de Level Set + plan coloré par la vitesse axiale

Nappe plane cisaillée par un courant gazeux

Dans cet exemple, le problème comporte 15,7 millions de mailles.
Le rapport de densité reste de 5
et le rapport de vitesse est à 11.
Ces calculs ont aussi été réalisé avec Babel (IDRIS) sur 1024 coeurs et ont duré plusieurs jours...

  • Contour de Level Set (interface)

  • Contour de Level Set + Contour de critère Q = 0,1 (vorticité)

Nappe plane cisaillée en monophasique

Cet exemple est proche du précédent.
Un fluide lent est injecté puis cisaillé de part et d’autre par le même fluide mais rapide.

Le rapport de vitesse entre les deux fluides est à 11 et bien entendus, il n’y a pas de différence de densité !

  • Contour de critère Q = 0,1