A high order moment method for the simulation of polydisperse two-phase flows

In this work, we are interested in the modeling of spray polydispersion in size as well as size-velocity correlations, which may greatly influence the evaporation and the dynamics of the disperse phase. Vié et al. 2011 proposed a new model called Coupled Size-Velocity Moment method (CSVM), which handles the polydispersion using the NDF reconstruction proposed in Kah at al. 2011 for size distribution, a velocity reconstruction and adapted numerical methods for moments evolution. Here, the CSVM is evaluated in a Frozen Homogeneous Isotropic Turbulence. Results shows the ability of the method to capture the statistical information of a turbulent flow with a minimal number of moments. As soon as a numerical scheme for unstructured grid is provided, the CSVM would be an interesting approach for complex simulations in industrial codes. Résumé Une méthode de moments d’ordre élevé pour la simulation d’écoulements diphasiques polydisperses. Dans ce travail, nous nous intéressons à la modélisation de la polydispersion en taille des sprays et la prise en compte des corrélations taille-vitesse, qui peuvent grandement influencer l’évaporation et la dynamique de la phase dispersée. Vié et al. 2011 ont proposé un nouveau modèle appelé Coupled Size-Velocity Moment method (CSVM), qui prend en compte la polydispersion avec la stratégie de reconstruction de la NDF proposée dans Kah et al. 2011 pour la distribution en taille, une reconstruction de la vitesse, et des méthodes numériques adaptées pour l’évolution des moments. Ici, le CSVM est évalué sur une Turbulence Homogène Isotrope Figée. Les résultats montrent la capacité de la méthode à capturer toutes les caractéristiques importantes de ce type d’écoulement avec un nombre minimal de moments. Dès qu’un schéma pour maillages non-structurés sera proposé, le CSVM deviendra une approche intéressante pour des simulations complexes avec des codes industriels.