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Particules, inclusions, écoulements dispersés

Le couplage d’une inclusion avec le fluide environnant comporte différents niveaux de complexité, selon les degrés de liberté du mouvement de l’inclusion, le nombre d’inclusions, la nature de l’écoulement environnant (laminaire ou turbulent), et bien d’autres facteurs possibles, comme la déformabilité des particules, l’effet de champs externes, etc. Les études menées au sein de l’équipe visent à élucider les mécanismes fondamentaux des interactions particules-écoulements à ces différents degrés de complexité. Historiquement, l’équipe mène depuis de nombreuses années une activité sur les colonnes à bulles dans des régimes à fort couplage (image ci-dessous). Plus récemment, une étude exhaustive a été menée sur le transport turbulent d’une particule dense isolée et librement advectée, révélant la difficulté à modéliser les effets de taille finie des particules. La complexité de ces situations a révélé la nécessité de mieux comprendre également des situations plus simples. Les travaux (essentiellement expérimentaux) menés au sein de l’équipe couvrent ainsi aujourd’hui des études sur une large palette de mécanismes de couplage allant de la particule isolée en écoulement laminaire aux effets collectifs de particules en environnement turbulent, en vue à terme de dégager les propriétés fondamentales nécessaires à la modélisation du transport d’inclusions dans diverses conditions.

Concentration préférentielle de particules inertielles

A. CARTELLIER, M. BOURGOIN en collaboration avec A. ALISEDA, Univ. of Washington L’une des propriétés les plus remarquables du transport turbulent d’une population de particules inertielles (de (...)

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Transport turbulent de particules

BAUDET C., BOURGOIN M., CARTELLIER A., GAGNE Y.
Il s’agit de comprendre la dynamique individuelle et collective de particules matérielles en interaction avec un écoulement turbulent en vue, à (...)

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Biofilms en milieux poreux sous écoulements

CARTELLIER A., HUANG Z., SECHET P.
Les biofilms jouent un rôle primordial dans les technologies de traitement des effluents et des sols et la compréhension du couplage entre le développement du (...)

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Modélisation et simulation d’écoulement diphasique dans les déshuileurs de turbines à gaz

L’écoulement d’air secondaire assurant l’étanchéité des turbo-moteurs d’hélicoptère (turbine à gaz) forme un brouillard d’huile lorsqu’il passe dans les paliers lubrifiés. La séparation de ces inclusions (...)

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Hydrodynamique locale des colonnes à bulles

L’étude des colonnes à bulles est une activité de longue date au sein de l’équipe. Les colonnes à bulles sont couramment utilisées dans l’industrie, mais nous manquons encore d’outils prédictifs fiables (...)

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Ecoulements en milieu non-confiné et très confiné

CARTELLIER A., SECHET P.
En milieu non confiné, les inclusions en mouvement relatif par rapport à la phase continue induisent des fluctuations de vitesse au sein de la phase porteuse. Cette (...)

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Dynamique de systèmes pendulaires et tractés

Nous nous intéressons à la dynamique et à la stabilité de pendules simples (mouvement contraint à 1D) et et de systèmes tractés (mouvement contraint à 2D) en fort couplage avec le fluide environnant, (...)

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