Study of the dynamic behavior of sand grains under the effect of the wind Étude du comportement dynamique des grains du sable sous l’effet du vent

Abstract

La concentration des particules est analysée numériquement avec un modèle de mélange dans des écoulements multiphasiques. multiples applications de ce modèle dans les écoulements liquide-particules assurent sa fiabilité. Dans le transport éolien du sable, la densité de la phase dispersée est faible (de l'ordre de 10-5 à 10-4). L’équation de quantité de mouvement du mélange et l'équation de continuité peuvent être approximées en utilisant la phase unique pour un gaz incompressible où la vitesse de glissement de la phase dispersée (uslip) est relative à la phase continue. La vitesse de glissement a été calculée sur la base de l'équilibrage entre les forces du corps et de traînée due à la différence de densité. Les résultats de la simulation basés sur la théorie des mélanges ont été déterminés par rapport aux résultats des tests précédents. Les profils de vitesse et la concentration de particules ont été présentés. Les résultats confirment que la concentration de particules diminue de façon exponentielle avec l'altitude. La variation du coefficient de diffusion des particules de sable (Dmd) avec la direction de la hauteur peut être tracée comme une distribution gaussienne, qui est influencée par la taille des particules transportées et son énergie cinétique. Les particules les plus petites tailles ont un coefficient de diffusion plus grand que celles avec les plus grandes. Selon le rapport du nombre de Schmidt, il décrit la relation entre les taux de transport de quantité de mouvement turbulent et transport de masse turbulent, ce qui peut expliquer l'effet de l'énergie cinétique du vent sur les profils de diffusion turbulente du sable. L'application de l'approche de mélange est en bon accord avec les travaux antérieurs en soufflerie. Cette approche peut être appliquée pour étudier les propriétés de turbulence dans le transport éolien du sable. Mots-clés : Transport éolien du sable, soufflerie, concentration de sable, modèle de mélange, coefficient de diffusion dispersée