Simulation bidimensionelle et bipériodique d'une suspension de 200 particules solides dans un fluide, calculée avec un maillage non structuré d'environ 30 000 points. Re = St = 0.01 ; f = 25%. La gravité est orientée vers le bas, les particules plus denses que le fluide sédimentent. Leur mouvement moyen est par conséquent dirigé de haut en bas. On étudie le champ de vitesse fluide prolongé au niveau des particules par interpolation, sur une grille cartésienne de 128 × 128 points.

A gauche, norme du champ de vitesse par une échelle linéaire de niveaux de gris. Le blanc représente le maximum.
A droite, norme de la composante verticale du champ de vitesse avec une échelle logarithmique de niveaux de gris. Le noir représente une vitesse verticale nulle.

Le premier film permet d'observer les structures turbulentes du fluide en présence d'interactions hydrodynamiques non locales en présence de particules.
Les centres des particules, représentés par des points blancs, permettent d'apprécier les hétérogénéités de densité de particules dans l'écoulement. Parmi les structures les plus lisibles, on observe, à ces régimes, l'existence de courants ascendants et descendants dont la géométrie transitoire peut présenter des instabilités intermittantes.
Le second film illustre la géométrie de ces courants ascendants et descendants par l'étude de leurs frontières.
Le mouvement des centres des particules (points noirs) permet de retrouver ici le sens des mouvements fluides. En marquant les zones de vitesse verticale nulle, séparant courants ascendants et descendants, on observe l'organisation du système en une structure de double cheminées, ainsi que son instabilité intermittante. En remarquant que les particules ont un mouvement moyen descendant, et que les surfaces des zones ascendantes et descendantes sont égales, on en déduit que les courants descendants sont plus concentrés en particules que les courants ascendants.