Resistance matrix and description of the motion of a particle in hydrodynamic interaction and consequences of an asymmetrical confinement in the transfer phenomena
Matrice de résistance et description du mouvement d'une particule en interaction hydrodynamique et conséquences du confinement asymétrique sur les phénomènes de transfert
Résumé
The hydrodynamic interactions are often neglected in the transport of the particles due to their complex nature. At high concentrations, these interactions induce a discrepancy between the kinematics of the particles and the non perturbed fluid contrary to the commonly admitted assumptions. Nowadays, only extensive numerical computations (DNS) may solve this sort of problems. We have thereby developed another approach based on the generalized resistance matrix and we have applied it to the transport of a confined cylindrical particle. Concerning the sedimentation, it falls faster in an asymmetrical position. The study related to the kinematics of this particle in Poiseuille flow confirms the non validity of the hypothesis as mentioned above. Finally we have studied the transfer phenomena on the cylinder and according to the boundary condition, the flux can either be reduced or increased.
Les interactions hydrodynamiques sont souvent négligées dans le transport de particules à cause de leur complexité. Aux fortes concentrations, ces interactions se manifestent par une différence entre les cinématiques de ces particules et celle du fluide non perturbé contrairement aux hypothèses communément admises. Aujourd'hui, seuls de lourds calculs numériques (DNS) peuvent résoudre ces problèmes. Nous développons ici une méthode alternative, basée sur la matrice de résistance généralisée, appliquée au transport d'une particule cylindrique confinée. Pour la sédimentation, elle chute plus vite en position dissymétrique. En déterminant la cinématique de la particule en écoulement de Poiseuille nous montrons la non validité de l'hypothèse évoquée. Ensuite nous étudions les phénomènes de transferts sur le même cylindre. Selon la condition aux limites, on peut soit réduire, soit augmenter le flux sur le cylindre.
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