Simulation Cahn-Hilliard/Navier-Stokes du passage d'une bulle à travers une interface liquide-liquide

Abstract

Cet article présente et exploite un modèle de Cahn-Hilliard/Navier-Stokes triphasique original par la forme particulière de l'énergie libre et des équations d'évolution des paramètres d'ordre. Des propriétés de consistance algébrique et dynamique avec les systèmes diphasiques sous-jacents sont garanties. Les contraintes interfaciales sont représentées par des forces capillaires volumiques qui rendent compte des trois tensions de surface différentes. Le comportement d'une bulle au passage d'une interface liquide-liquide est calculé avec succès : la bulle peut rester piégée dans l'interface ou la traverser, auquel cas elle peut s'en extraire seule ou entraîner dans son sillage une gouttelette de liquide lourd. La dépendance du volume entraîné avec les propriétés des fluides en présence est étudiée. Les résultats obtenus sont en accord avec les observations expérimentales de la littérature.