Splash of High-Speed Drop Impact: Numerical Insights and applications to Oil-Contaminated Pools
Résumé:
L’impact d’une goutte d’eau sur une piscine d’eau profonde produit une vaste gamme de phénomènes physiques, avec des applications à la fois dans les domaines industriels et de l’environnement. De nombreux aspects clés du processus demeurent peu explorés, en particulier les mécanismes mis en jeu dans les conditions d’impact les plus énergétiques. Dans cette thèse, la simulation numérique directe (DNS) est utilisée pour analyser les dynamiques complexes observées dans ces régimes. Par des calculs axisymétriques, les comportements obtenus sont tout d’abord étudiés sur une large gamme de nombres de Weber et de Reynolds, à travers une analyse des premiers instants après l’impact. Une étude approfondie des mécanismes de formation et de fermeture de la couronne, ainsi que des aérosols engendrés, est ensuite menée par un calcul 3D haute résolution. L’étude est ensuite étendue au cas d’une couche d’huile flottant à la surface, simulant des conditions de marée noire. Plusieurs épaisseurs d’huile et l’influence de l’ajout de dispersants sur les phénomènes mentionnés précédemment sont explorés. L’objectif est d’apporter de nouvelles perspectives sur la dynamique des impacts à haute vitesse de gouttes, et notamment de discuter les effets de la tension de surface sur cette dynamique.