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Modélisation numérique de la remise en suspension d'aérosols à l'échelle d'une particule.
N.A. Duthou *, A.M. Gambaruto
School of Engineering Mathematics and Technology, University of Bristol, Bristol, United Kingdom
[2026]
Résumé
Un modèle numérique a été développé pour étudier la remise en suspension d'aérosols à l'échelle d'une particule. Il associe un solveur aux volumes finis pour l'écoulement à une description lagrangienne à six degrés de liberté, permettant de représenter les interactions proche paroi et le couplage fluide-particule. Une approche de simulation par courants tourbillonnaires détachés (DES) est employée pour modéliser les phénomènes d'écoulement instationnaires aux nombres de Reynolds typiques lors de la remise en suspension. Les forces adhésives sont intégrées via une formulation de van der Waals adaptée à STAR-CCM+ grâce à une méthode de compensation permettant d'appliquer des forces tensiles et des moments résistants. Des tests de vérification ont été menés sur le modèle de contact et l'intégration des forces adhésives pour garantir un comportement stable et des seuils de décollement cohérents. Les premiers résultats illustrent l'influence de l'intensité de l'écoulement sur les phases de bascule, de soulèvement et de remise en suspension. Ce cadre servira à des validations en soufflerie et à l'étude de morphologies de surface et conditions environnementales plus complexes.
Mots clés
remise en suspension d'aérosols, mécanique des fluides, modélisation CFD, forces d'adhésion
Abstract
A computational model was developed to study aerosol resuspension at the scale of a single particle. It combines a finite-volume flow solver with a six-degree-of-freedom Lagrangian description of particle motion, allowing near-wall dynamics and fluid-particle coupling to be resolved. A Detached Eddy Simulation (DES) approach is used to capture unsteady flow features at relevant Reynolds numbers. Adhesive interactions are included through a van der Waals formulation adapted to STAR-CCM+ via a compensation-based method that allows tensile forces and resisting moments to be applied. Verification tests were carried out on the contact model and adhesive force integration to ensure stable collision behaviour and consistent detachment thresholds. Preliminary results show how flow intensity governs rocking, lifting and resuspension events. The framework is intended to support later validation against wind-tunnel data and to explore more complex surface topologies and environmental conditions.
Keywords
aerosol resuspension, fluid dynamics, CFD modelling, adhesive forces
DOI
10.25576/ASFERA-CFA2026-50150
