Sur la transition entre calottes sphériques et bulles toriques

Abstract

A volume donné, les grosses bulles en ascension peuvent prendre la forme soit de calottes sphériques soit de bulles toriques. Ce travail concerne l'étude de telles bulles à l'aide d'une méthode numérique de suivi de front sans reconstruction d'interface. Nous montrons tout d'abord dans quelle région de l'espace des paramètres défini par le nombre de Bond et le nombre d'Archimède la transition entre calotte sphérique et bulle torique est observée. Deux scénarios de transition sont mis en évidence : dans le régime Ar>>1 (resp. Bo>>1), un jet de liquide provenant de l'arrière (resp. l'avant) de la bulle se forme, perce celle-ci et conduit à la formation d'une bulle torique. Nous montrons aussi l'importance de la forme initiale de la bulle sur sa topologie finale. Plus précisément, augmenter le rapport de forme initial de la bulle (à nombre de Bond donné) élargit le domaine d'existence des calottes sphériques.